Brevet FR2239326A1 — publié le 19750228

Ltinvention concerne une matrice en matière ~élasti- que, modelée à partir d'une pierre naturelle ou d'une pierre artificielle dont la structure superficielle présente éventuellement des contre-dépouilles, pour le moulage de pierres arti ficelles. De semblables matrices sont déjà connues et servent à la fabrication de pierres artificielles qui sont le plus souvent en béton et présentent une structure superficielle qui correspond fidèlement à celle de la pierre naturelle correspondante (par exemple un travertin) ou meme à une structure superficielle choisie à volonté.Outre le fait qu'avec de semblables matrices on peut procéder sans utilisation de lubrifiants de moule, une autre caractëristique avantageuse consiste en ce qu'il est même possible de mouler ou de reporter sur la pierre artificielle des structures superficielles qui présentent en partie des renfoncements en forte contre-dépouille car les parties en relief de la structure superficielle de la matrice peuvent entre extraites des renfoncements correspondants par déformation élastique au moment où cette matrice est détachée du modèle ou de sa reproduction. Coumie on le sait d'après le brevet allemand n 1 189 000, une matrice de ce genre peut être fabriquée en appliquant par coulée ou par enduction, sur la surface d'une dalle de pierre naturelle appropriéeX une matière première façonnable à la température ambiante normale et élastique à la suite de son durcissement. L'inconvénient de cette matrice connue tient aux frais él-evés de main-d'oeuvre pour sa fabrication, et surtout au processus de solidification qui se déroule avec une lenteur extr8me, en particulier lorsqu'on utilise des dis- persions de caoutchouc élastiques. En outre, les matières élastiques façonnables à froid sont très conteuses.Toutefois, un défaut beaucoup plus grave consiste en ce qu'il n'est pas possible d'obtenir, avec ces matières, la résistance à la déchirure qui est nécessaire pour un moulage économique répété de pierres artificielles correspondantes, si bien que les parties en relief de la structure superficielle qui ont la forme de boutons sont arrachées et que la matrice elle-même peut se ddchirer au niveau des bords lors de sa séparation. C'est pourquoi il a déjà été proposé de fabriquer de semblables matrices en une matière très élastique, deformable à chaud, qui est vulcanisée ou polymérisée par application de pression et de chaleur après avoir été appliquée sur le côté structure de la dalle de pierre naturelle (demande de brevet allemand publiée après examen nO 2 239 055).Ces matrices sont supérieures aux matrices connues, fabriquées par exemple par vulcanisation à froid de caoutchouc de silicone, tant au point do vue du temps de solidification qui est nettement agrégé quà celui de la résistance à la dRehi- rure qui est beaucoup plus élevez Cependant, un certain défaut des matrices proposées, fabriquées par le procédé du moulage à chaud, tient à leurs variations dimensionnelles en fonction de la température, variations qui sont anormalement importantes.En premier lieu, cette circonstance fait que les matrices doivent être fabriquées avec un surdimensionnement de 5 à 8 46 environ, car leurs dimensions diminuent de cet ordre de grandeur lors du refroidissement entre 1500C environ et la température ambian te. Toutefois, il n'estpas possible de déterminer au pra- lable avec précision 11 excédent dimensionnel nécessaire, si bien qu'à la suite du refroidissement, les matrices doivent entre coupées à la dimension voulue, avec la perte de matière qui en résulte. Mais méme après la coupe à la dimension nominale, les variations dimensionnelles en fonction de la température produisent encore leurs effets-défavorables. En effet pour des raisons économiques, il n1 est pas concevable do procéder au moulage de pierres artificielles à une tempéra- ture ambiante toujours constante. En conséquence, les variations de température entre l'été et I'hiver, de 200C par exemple ou davantage, donnent lieu à des rariations dimension- nelles de l'ordre de grandeur de 0,25 à 1 ip, tandis que d'autre part les machines de fabrication pour le moulage des pierres artificielles exigent un format exactement constant des matrices.En effet, une légère fente entre les bords de la matrice et le cadre de moulage a pour effet que du béton liquide s'insinue entre le verso ou cSté inférieur de la matrice et son support, en général une plaque de tsle amovible, et qutil se produit, par exemple lors du vibrage du béton en vue de son compactage, un effet de pompe à membrane qui se traduit par des inclusions d'air entre le cssté inférieur de la matrice et son support; ces deux phénomènes produisent un bombement correspondant de la matrice, de sorte qutil se forme des excavations dans le côté structuré de la pierre artificielle moulée, ce qui se traduit par une diminution de qualité ou par la mise au rebut.D'ailleurs, la fente entre les bords de la matrice et le cadre de moulage a aussi pour effet, en raison de 11 élasticité du matériau de la matrice, que les bords de la pierre artificielle moulée ne sont pas nets et propres. Il ntest pas possible de remédier à ce défaut en insérant le cadre de moulage sur la matrice au lieu d'introduire la matrice dans le cadre de moulage. En effet, la structure superficielle de la matrice fait que le cadre de moulage ne repose pas dans un plan, de sorte que du béton liquide s'engage entre celui-ci et la matrice et encrasse les parties sous-jacentes. En mêXe temps, les bords de la pierre arti ficielle ne sont pas propres.Un nivellement de la structu- re superficielle ntapporte ici aucun remèdes car en raison des variations dimensionnelles sous l'effet de la température, une pierre artificielle moulée à basse température est dépourvue de toute forme structurée au niveau de ses bords, tandis qu'en cas de moulage à une température plus élevée, le cadre de moulage prend néanmoins appui sur une partie de la structure superficielle irrégulière. En outre, la mise en place du cadre de moulage sur la matrice offre, en raison de ltëlas- ticité de cette dernière, l'inconvénient d'une fixation mutuelle insuffisante de ces deux parties de l'outil. Certes, il a été proposé, dans la demande de brevet allemand publiée avant examen nO 2 100 846, un moule négatif en une matière élastique, servant de matrice. Toutefois, cette matrice connue est destinée à être utilisée directement sur une construction comme élément de coffrage pour des parties de façade et, à cet effet, il importe de réaliser la matrice sous une forme aussi rigide que possible, à l'exception de sa région structurée, afin quelle supporte les sollicitations qui sont exercées, tant lors du remplissage du coffrage avec le béton que sous l'effet du béton non encore solidifie. A cette fin, la matrice est renforcée par un panneau de particules rigide.De ce fait, la matrice connue ne convient pas pour le moulage de pierres artificielles, car la plaque rigide rend impossible un démoulage du modèle, surtout lorsqu'il s'agit de grandes surfaces à structure en contre-dépouilleO L'invention a pour but de fournir une matrice du genre défini dans le préambule, dont les dimensions restent constantes sous l'effet de la température, malgré les variations de longueur des matériaux usuels pour matrice en fonction de la température, variations qui sont importantes n soi. D'après l'invention, ce but est atteint par le fait que la matrice est fixée de façon permanente, par son côté opposé à la surface structurée, à une plaque souple dotée de stabilité dimensionnelle et servant de renfort. Cette forme de réalisation de la matrice s1accompa- gne de toute une série d'avantages. En raison de la stabili- té dimensionnelle de la plaque en fonction de la température, la matrice peut titre fabriquée dès le départ aux cotes nominales ultérieures. On évite ainsi la perte de matière qu'entraSnait jusqu'ici la coupe à dimension. La matrice comporte des bords propres et nets que l'on ne peut pas obtenir dans la pratique par la coupe à dimension à froid de la matière élastique.La matrice peut être utilisée dans des machines de fabrication à tolérances étroites; ses bords s'appliquent toujours, quelle que soit la température, sur les surfaces latérales du cadre de moulage, Si bien qu'unie pénétration du béton liquide sur le c8té inférieur de la matrice est impossible. Le renfort de la matrice par la plaque s'oppose en outre aux inclusions d'air sur le cgté inférieur de la matrice. En conséquence, la pierre ar-i-fi- cielle moulée est dépourvue d'excavation et présente des bords propres et nets.On évite la production de pièces qui doivent étre mises au rebut, De plus, la plaque fixée rigidement à la matrice rend superflue l'utilisation d'un socle séparé de tole ou de bois pour la matrice lors du moulage de pierres artificielles, socle qui était nécessaire jusqu'ici pour pouvoir extraire de la machine de fabrication la pierre artificielle non encore solidifiée (par exemple en béton). En outre, le renfort de la patrice par la plaque rend possible la fabrication de pierres artificielles par le procddé d'injection avec les installations de fabrication en série de l'industrie des briques de boston fonctionnant sous haute pression, alors qu'il fallaiff faire appel jusqu'ici à des machines spéciales à faible pressi, sinon les parties lisses de la surface auraient été partiellement détruites. Enfin, la plaque de raidissement augmente très considérablement la longévité dune matrice et rend en mdme temps possible la confection de surfaces à structure très accentuée, profonde de plusieurs centimètres, avec d'éventuels renfoncementse en contre-depouille importante, car la plaque assure une distribution uniforme des forces au moment où la matrice est séparée de la pierre artificielle alors que cela pouvait donner lieti jusqu'ici & à arrachement de parties de la structu- re, à la déchirure de la matrice ou, au moins à des allongements excessifs, dont il résultait que Sa matrice devenait inutilisable.En raison de la distribution uniforme des forces au moment où la matrice est sépare de la pierre arti ficelle (ou de la pierre naturelle), n peut par ailleurs faire l'économie de la matière élastique de la matrice qui fait jusqu'ici utilisée en excès, à seule fin d'accroître la résistance à la déchirure. Selon un mode de réalisation avantageux de la matrice, la plaque peut être en tôle. Pr obtenir la souplesse nécessaire au moment où la matrice est séparée de la pierre artificielle, on envisagera en partieulier l'utilisation de tôle d'acier mince ou de tble d'acier à ressorts. Selon un autre mode de réalisation, la plaque peut titre également en une matière synthétique, ce qui a pour avantage que, par un choix judicieux parmi les multiples matières synthétiques, on peut trouver le compromis le plus favorable à chaque cas particulier entre la stabilité dimensionnelle, la résistance à la compression et la rigidité ou l'élasticité. Pour des raisons d'économie de poids, la plaque peut présenter des évidements. Une forme de réalisation de la matrice selon lin- vention, avantageuse pour le moulage de pierres artificielles ayant une structure superficielle particulièrement accentuée, est caractérisée par le fait que la-plaque se compose de plusieurs couches, le cas échéant en des matériaux différents. En effet, cette structure pluristratifiée permet d'obtenir, tout en maintenant l'élasticité nécessaire au moment où la matrice est séparée de la pierre artifiielle, la résistance å la compression et à la traction qui est indispensable dans le cas d'une matrice ayant unie épàisseur de plusieurs centimètres, car d'une part des surfaces à structure très profonde ne peuvent être moulées que sous une pression élevée en conséquence et, d'autre part, des forces correspondantes doivent être déployées pour la séparation de la pierre artificielle et-de la matrice. " La plaque peut étre collée sur le côté opposé à la surface structurée de la matrice; mais, selon le type des matériaux utilisés d'une part pour la plaque. et d'autre part pour la matrice, il est pst être également avantageux de fixer par vulcanisation ou par soudage la plaque sur le coté opposé à la surface structurée de la matrice, dès la fabrication de cette dernière. En cas de besoin, la résistance à la traction de la matrice peut Qtre encore augmentée en incorporant une armature de tissu dans la plaque. Celle-ci peut être par exemple constituée par une nappe de fibres de verre. On peut aussi-envisager ltemploi de tissus de jutes de nylon ou similaires, en une couche ou en plusieurs couches parallèles ou croisées. En cas de structure pluristratifiée de la plaque, l'armature peut autre disposée entre les couches ou Qtre incorporée dans une ou dans plusieurs couches. A titre d'exemple, on a décrit ci-après et représenté schématiquement sur les dessins annexés des formes de réalisation de la matrice selon l'invention. La figure 1 est une coupe d'une matrice selon ltintention. La figure 2 est une représentation en coupe et en perspective d'une matrice selon l'invention, avant sa séparation de la pierre naturelle ou de la pierre artificielle dont la surface doit être reproduite par moulage. La figure 3 représente en coupe une autre forme de réalisation de la matrice. La matrice représentée en coupe sur la figure 1 est en une matière 1 élastique, de préférence vulcanisable à chaud, et elle présente une structure superficielle avec des saillies on forme de bouton, formées irrégulièrement et en eontre-dé- pouille pour certaines entre elles, cette structure étant le négatif de la structure superficielle de la pierre naturelle ou de la pierre artificielle servant de modèle. Une plaque 4 de raidissement, dotée de-stabiité dimensionnelles est fixée en permanence, au moyen d'une couche de colle 32 au cté oppose à la surface structurée de la matrice. D'après la figure 2, la matrice est obtenue en déposant la matière qui la constitue sur la pierre naturelle ou artificielle 5 servant de modèle, puis en posant la plaque 4. On engage ensuite à force un cadre de moulage 6, Ga qui a pour r81e d'assurer la pénétration de la matière 1 de la matrice, tout d'abord encore liquide, dans tous les renfoncements de la surface de la pierre naturelle 5 et, en meme temps, d'assurer la formation du format voulu pour la matrice, avec des bords lisses et propres, A la suite de la vulcani sation, qui se déroule à 15O0C environ, le cadre de moulage 6, 6a est retiré et la matrice est détachée de la pierre naturelle ou de la pierre artificielle, en commençant de préférence par un petit coté. Dans la forme de réalisation illustrée par la figure 3, la matrice est fixée par vulcanisation, par son cEté opposé à sa surface structurée, à une plaque formée de deux couches 5a, 5b, la couche Sb contenant une armature 5cw par exemple en file de polyester. Les couches 5a et 5b sont toutes deux suffisamment souples pour permettre de détacher la matrice de la pierre artificielle 7 qui est en béton, opé- ration à laquelle on procède de préférence en commençant par un petit celé. Dans cette forme de réalisation, les deux couches de la plaque sont fixées par vulcanisation l'une sur autre ainsi que sur la matrice0 REVENDICATIONS 1 Matrice en matière élastique, modelée à partir d'une pierre naturelle ou d'une pierre artificielle dont la structure superficielle présente éventuellement des contre-dépouilles, pour le moulage de pierres artificielles, caractérisée en ce que la matrice 1 est fixée de façon permanente, par son coté opposé à sa surface structurée, à une plaque souple 4 dotée de stabilité dimensionnelle et servant de renfort. 20 Matrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque 4 est en ttle. 30 Matrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque 4 est en une matière synthétique. 4 Matrice selon Itune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la plaque 4 présente des évidements. 50 Matrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que la plaque 4 se compose de plusieurs couches, le cas échéant en des-matériaux différents. 60 Matrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 5; caractérisée en ce que la plaque 4 est collée sur le côté opposé à la surface structurée de la matrice 1. 70 Matrice selon lune quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la plaque 4 est fixée par vulcanisation ou par saudage sur le c8té opposé à la sur fao structurée de la matrice 1. 80 Matrice selon la revendication 1, 32 4 ou 5, caractérisée en ce que la plaque 4 contient une armature en tissuo 90 Matrice selon la revendication 8, caractérisée en ce que armature de tissu est constituée par une nappe de fibres de verre.