Brevet FR2300664A1 — publié le 19760910

L'invention concerne le domaine de la fabrication des articles en porcelaine, faïence, grès et toutes céramiques similaires. On sait que les articles de ce type sont,entre autre obtenus par coulage de barbotine dans un moule0 Dans le cas de la porcelaine par exemple, la barbotine, ou pâte à pocelaine, est essentiellement constituée d'eau et de kaolin, avec divers autres additifs en quantité faible (ne dépassant pas 5 % en poids de la bar botine, en général). Les moules sont leplus souvent des moules en plâtre. L'épaisseur de la porcelaine varie selon le temps de séjour de la barbotine dans le moule et le pouvoir d'absorption de celui-ci. On peut ainsi déterminer le temps de prise de l'arti- cle dans le moule.Les moules sont composés d'éléments individuoi assemblés pour permettre un démoulage aisé et résoudre notamment l.s problèmes de contre-dépouille. D'une façon résumée, le procédé traditionnel pour le coulage d'articles en porcelaine comporte quatre étapes t 1) Ceulage de la barbotine dans un moule dont tous les éléments ont les mêmes caractéristiques. 2). 4 rues un temps de prise correspondant à l'épaisseur désirée pour l'article fabriqué, revidage de la barbotine (l'épais- seur voulue étant fonction du temps d'une part, et du pouvoir d'absorption du matériau constituant le moule, d'autre part). 3) Découpage manuel, par outil, de la patte se trouvant sur la bride (partie supérieure du moule), afin de libérer la pièce de porcelaine. 4) Démoulage de la pièce. Dans un tel procédé, l'opération 3) présente de graves inconvénients. En effet, le découpage à la main est délicat et motteux tant par- les défectuosités qu'il entraîne que par la main d'oeuvre qu'il nécessite. Le problème se pose de façon particulièrement aigue" dans le cas de machines à coulage automatiques. En effet, un personnel relativement qualifié doit pratiquer le coupage à la lame des brides avant que les articles soient démoulés; opération qui entraîne souvent des défauts. Si le découpage n'est pas réalisé comme il se doit et dans les conditions voulues, ces défauts tels que : déformation, fentes, gerçures,.... etc. apparaissent sur les articles. Enfin, il est totalement déraisonna -ble d'utiliser des machines automatiques alors qu'une opération manuelle reste indispensable. Un tel procédé, quiest le seul encore explosa actuellement, est clairement désavantageux sur le plan économique. L'invention a pour objet un procédé qui élimine radicalement les inconvénients de l'art antérieur et qui permet en particulier de supprimer le découpage manuel de la bride des articles en cours de fabrication. L'invention a également pour objet les moyens mis en oeuvre dans la réalisation de ce procédé et les articles obtenus par un tel procédé. L'invention concerne d'une façon générale un procédé pour l'obtention d'articles en porcelaine, faïence, grès et autres céramiques similaires, par coulage de barbotine dans t un moule comprenant au moins deux parties dont l'une correspond. à l'article à fabriquer (le corps du moule) prise de la pâte rem- plissant-le moule dans son ensemble, vidage de la barbotine exce - dentaire et démoulage, le corps du moule étant constitué de pi tre, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise unmoule dont l'autre partie ou bride est constituée d'un matériau don la porosité est inférieure à celle du plfttre traditionnel, en g particulier au plus égale à 20 h de celle-ci, telle que mes e- -- dans les conditions de moulage. Selon l'invention, on prévoit une différence de porosHi- v entre la partie du moule (ou corps du moule) servant au moùla - - de l'article proprement dit, et entre la partie supérieure d moule ou bride correspondant à la partie de l'article qui, tr tionnellement, était séparée par découpage manuel. sens de la présente description, on entend par pa; du moule correspondant à l'article à fabriquer, la zone du ô i; reproduisant les dimensions exactes de l'article final, étang cisé que cette partie peut elle-même comprendre plusieurs 4 ainsi qu'il est connu, en vue de permettre le démoulage ulterieur. Cette partie du moule, en un ou plusieurs éléments, est con 4 de platre traditionnel à usage céramique. Dans un tel moule barbotine coulée "prend", car l'eau contenue dans la barbotins É; s'absorbe dans le plâtre, et les particules de kaolin en susn- sion viennent se fixer sur les parois du moule. Plus on laisse la barbotine au contact des parois dans le moule, plus l'épais- seur de l'article final sera grande. Ces notions sont bien connues de l'homme de l'art. Selon l'invention, la partie du moule (bride) correspondmt à la partie de l'article qui était traditionnellement éliminée par découpage, est constituée d'un matériau dont la porosité, telle que mesurée dans les conditions de moulage, est nettement plus faible que celle du plâtre à usage céramique, et, plus pré cisément, est au plus égale à 20 * de cette dernière. Comme matériau constitutif de cette autre partie du moule, on choisit donc un matériau différent du plâtre traditionnel, mais cependant capable de présenter un certain pouvoir absorbant vis-à-vis de la barbotine. Celle-ci, en effet, qui est également dénommée pte,a la propriNtE de former une pellicule adhérant solidement sur tous les substrats ne présentant pas une porosité déterminée.Il convient que la barbotine, après avoir séché, fournisse une pellicule qui se détache aisément. Ceci est une condition indispensa- ble pour le démoulage. Il faut, en outre, que la différence de porosité vis-à-vis du plâtre traditionnel soit suffisamment marquée pour que le comportement de la meme barbotine coulée dans le moule soit nettement différent dans la partie en plâtre traditionnel (le corps) et la partie constituée du matériau en cause (la bride). Selon l'invention, en effet, on obtient qu'après vidage de la barbotine excédentaire et séchage de la quantité résiduelle de barbotine dans le moule il se réalise une cassure franche, sans aucune intervention manuelle ou mécanique, dans la zone de séparation des ieux parties du moule. Ee matériau constituant l'autre partie du moule (la bride). doit donc présenter une certaine porosité et il faut que celle-ci soit tr9s inférieure à celle du plâtre traditionnel, pour que soit replie la double condition d'épaisseur de la barbotine après absorption dans les parois du moule et de cassure dans la zone de séparation des deux parties du moule. De nombreux essais de mise au point d'un matériau convenable pour constituer l'autre partie du moule (la bride), ont montré que des substrats en acier ou munis de couches de matière synthétique antiadhérentes, telles que des silicones, ne convenaient pas aux besoins de la présente invention Il s'est avéré, en revanches que les matériaux à base de pleutre convenaient. Un exemple de matériau satisfaisant est un plâtre mis sur le marché pour les usages extérieurs par la Société LAXBERT Froues, sous la dénomination wPRO;Et". Des plStres similaires à temps de prise inférieur, se sont également avérés convenables. Si, comme c'est le cas du produit UPROXEXU" la porosité du matériau est très faible, on paut aisément effectuer son mélange avec le plaire traditionnel, dans la mesure où les produits sont compatibles, jusqu'à obtention de la valeur de porosité désirée. Pour cette raison, il est souhaitable d'utiliser le platre qui est un matériau dont l'aptitude au mélange avec le Stre traditionnel est parfaite. L'homme de l'art, par des essais de routine, peut trouver un matériau satisfaisant, dès lors que celui-ci remplit la condition relative de porosité par rapport au plâtre traditionnel. Cette porosité peut, par exemple, 8tre mesurée comme suit L'expérience a été réalisée à partir du plâtre wT4uRERU MONDA p 3t, gaché à 1300 (c'est-à-dire 1 kg 300 de plâtre pour 1 litre d'eau), sous forme de cubes ayant pour dimensions 10 cl. x 10 cm x 10 cm et dont le degré d'hygrométrie correspondait au milieu ambiant ctest-à-dire parfaitement sec. Ces cubes de plâtre ont été immergés ensemble dans l'eau; leur pouvoir d'absorption constaté a été le suivant s - après 5 minutes d'immersion, la quantité d'eau absorbée a été de : 210 g , soit 21 %; - après 10 minutes d'immersion, la quantité d'eau absorbée a été de : 275 g s soit 27,5 %; - après 15 minutes d'immersion, la quantité d'eau absorbée a été de : 290 g , soit 29 %; - après 20 minutes d'immersion, la quantité d'eau absorbée aété de : 310 g , soit 31 %; - après 30 minutes d'immersion, la quantité d'eau absorbée a été de : 380 g X soit 38*; - après 120 minutes d'immersion, la quantité d'eau absorbée a été de 395 g , soit 39,5 %. Un matériau convenant aux besoins de la présente invention pour la réalisation de cette bride doit présenter des valeurs de porosité au plus égales & 20 % (notamment égales à 10-15 %) des valeurs indiquées pour le plâtre traditionnel comme ci-dessus, et mesurées dans les mêmes conditions. Pour obtenir le résultat cherché, c'est-à-dire la coupure automatique et franche de la ptte au niveau de la bride, célle-ci se situant dans la partie supérieure du moule, il convient que cette bride soit constituée d'un matériau, dans le cas présent d'un plâtre, ayant, dans les mêmes conditions expérimentales que précédemment, seulement 1 à 20 % du pouvoir absorbant des cubes ayant servi à l'expérience ci-dessus. Conformément au moyen nouveau proposé par l'invention, la bride des moules de fabrication est constituée d'un matériau dont l'absorption est beaucoup plus faible que celle du plâtre constituant le reste du moule, de sorte que l'épaisseur de la couche de barbotine rémanente après vidage est nettement inférieure à celle de la couche revêtant les parties du moule correspondant & l'article final à fabriquer. Grâce à ce moyen, la pellicule sèche et se coupe automatiquement dans la zone de séparation, lors du retrait c'est-à-dire lorsque la couche de barbotiné sèche se détache des parois du moule. Le procéda selon l'invention supprime donc totalement l'opération 3) précitée de découpage manuel dans le procédé traditionnel. D'une façon résumée, il ne comporte plus que trois opé rations 10 Coulage de la barbotine dans un moule dont tous les l6veats ne possèdent pas les mêmes caractéristiques, la bride ayant, elle, un pouvoir absorbant inférieur au reste du moule, de sorte que, lorsque l'épaisseur de la pièce dans le corps du moule sera obtenue, il ne restera sur la bride qu'une pellicule très fine de pâte.Ainsi, dès qu'au séchage le retrait commencera à s'amorcer, (très rapidement en ce qui concerne ladite pellicule) la séparation de la pièce -relativement Opaisse- avec la pâte de meurée sur la bride, se fera automatiquement et de façon nette, sans l'intervention d'un quelconque outil. 20 Revidage. 30 Démoulage. On estime à au moins 25 * l'économie de main-doeuvre procurée par le procédé de l'invention sur l'ensemble de la fabrication. L'invention a également pour objet, à titre de moyens et de produits nouveaux, les moules mis en oeuvre dans le procédé décrit précédemment.Un tel moule se caractérise en ce qu'il comprend au moins deux parties, une partie ou corps, en matériau poreux, par exemple en plâtre traditionnel, dont la forme correspond à celle de l'article final à fabriquer, et une partie (ou bride), dont la porosité est inférieure, en particulier au plus égale i 20 %, par exemple comprise entre 1 et 20 % et notamment égale à 10-15 *, de la porosité du matériau constituant le corps, mesurée dans les memes conditions. Ainsi qu'on l'a mentionné précédemment, la bride est de préférence constituée d'un matériau à base de plâtre. Par tailleurs, la partie én plâtre peut, ainsi qu'il est connu, comprendre un ou plusiursélments, selon les nécessités du moulage. L'invention concerne aussi les articles de qualité améliorée notamment en porcelaine, obtenus par le procédé décrit précédemment. Lesdits articles sont obligatoirement exempts de toutes les défectuosités inhérentes au découpage à l'outil de la pâte demeurée sur la bride, telles que gerçures, fentes, gauche, etc.., qui affectaient souvent les articles fabriqués par le procédé classique. L'invention sera illustrée sans être aucunement limitée par la description ci-après, faite en référence aux dessins amie- xés sur lesquels : Fig. 1 est une coupe axiale d'un moule!mettant en oeuvre un procédé - traditionnel, Fig. 2 est une coupe axiale d'un moule mettant en oeuvre le procédé de l'invention-pour la fabrication d'un article identique à celui obtenu par le moule de fige 1. Le moule 1 représenté à la fig. 1 est prévu pour la fabrication d'un vase en porcelaine. il se compose d'un corps 2 et d'u- ne bride 3,- ainsi que d'un élément inférieur 4. Le corps 2 et l'élément 4 définissent la forme du vase à obtenir. Dans le moule de la fig. 1 tous les éléments sont constitués d'une même matière, du plâtre à usage céramique. On a représenté au dessin l'épaisseur de porcelaine obtenue après coulage de la barbotine et revidage de la barbotine excédentaire après un temps de prise déterminé.On voit que l'épaisseur E de la porcelaine dans la partie du moule correspondant au vase (à savoir dans le corps 2 et ltélément inférieur 4) est égale à l'épaisseur sur les parois de la bride 3, du fait que les caractéristiques de porosité de tous les éléments du moule sont identiques. Âvec le moule de la figez qui illustre le procédé de coulage traditionnel, il est nécessaire d'effectuer un découpage à la main dans la zone 5 séparant le corps du moule 2 et la bride 3. -Le moule 10 représenté à la fig. 2 est mis en oeuvre dans le procédé de l'invention pour le façonnage d'un vase en porcelaine identique à celui de la fig. 1. Le moule 10 se compose d'un corps 2 et d'un élément inférieur 4+ en plâtre de céramique, qui constituent la partie du moule correspondant au vase à fabriquer. Selon l'invention, la bride 30 est constituée d'un matériau différent, dont la porosité-est nettement inférieure à celle des éléments 2 et 4. L'épaisseur de porcelaine obtenue après coulage de la barbotine est E sur les parois du corps du moule 2 et de l'élément inférieur 4. Cette épaisseur est e sur les parois de la bride 30. Sur le dessin, on a représenté e à une valeur de l'ordre de E/10, ce qui implique que la porosité du matériau de la bride 30 vaut sensiblement 10 * de celle des autres éléments du moule. Gre à cette différence marguée d'épaisseurs de porcelaine E et e, on obtient une coupure franche et automatique du bord 50, lorsque la barbotine sèche et se sépare des parois du moule.Pour sortir le vase du moule, il suffit d'enlever la bride 30, sans aucune autre intervention manuelle. Le corps 2 et l'élément 4 sont enlevés,après quoi le vase reprend le cours normal et traditionnel de sa fabricationF D'inventlon sera encore illustrée par un exemple concret, mais nullement limitatif. L'invention a été mise en oeuvre pour la production de plusieurs milliers de mazagrans, à partir de 640 moules conçus et réalises selon le nouveau procédé. I) Réalisation des moules A partir de platre à mouler "Molda N 3" des Ets Lambert, gâché à 1300, c'est-à-dire 1kg300 de plfitre pour 1 litre d'eau, on a fabriqué les corps des-moules se composant de 3 éléments, à savoir : les 2 côtés et le fond (voir figure 2). Ensuite, on a réalisé les brides correspondantes, dont le pouvoir absorbant devait représenter 1 à 20 % du pouvoir absorbant du corps des moules fabriqués précédemment. Pour ce faire, on a pris s a) du "Lutece Projext" fabriqué par les Ets Lambert; ce matériau titre 97 * de gypse hydrofugé par traitement dans la masse, ses caractéristiques propres d'absorbtion étant les suivantes: 1 h en immersion complète dans l'eau = O * 4 h - - - - - = 0,6 * 48h - - - - - = 2,3* b) Du platre à mouler M-olda N 3, comme celui ayant servi à la fabrication des corps de moule. En possession donc de ces 2 matériaux a et b, on a procédé à leur mélange à sec et en quantité égale. On a ensuite effectué un gâchage normal à 1300, c'est-à-dire3OO 300 de ce mélange pour 1 litre d'eau. Enfin,avec le produit obtenu on a coulé les brides dans des conditions habituelles. Une fois en possession des moules complets, c'est-à-dire : d'une part les corps en platre traditionnel et d'autre part les brides obtenues à partir du mélange précité, on a procédé à leur séchage, après quoi ces moules de fabrication au nombre de 640 se sont trouvés constitués et prêts à l'emploi. II) Mise en production de ces moules On a placé les moules dans la machine automatique à coulage à laquelle ils étaient destinés et ceci à raison dus 8 moules par balancelle, sur les 80 balancelles que comporte la machinez Puis la machine fut mise en route, respectant bien entendu les principes immuables du façonnage porcelaine (céramiques) par coulage de pâte ou barbotine dans un moule. 1er Temps : Remplissage des moules en barbotine, par balancelle, c'est-à-dire par 8 moules à la fois. Chaque balancelle se présente toutes les 2 minutes aux fins de remplissage. 2ème Temps: Revidage de l'excédentde barbotine au bout de 14 minu tes, toujours balancelle par balancelle avec leurs 8 moules chacune. 3ème Temps: Démoulage, et ceci après l'acheminement des balancel les renversées, toujours avec leurs 8 moules, à tra vers un séchoir dont le rôle est justement de permet tre ce démoulage dans ce temps relativement rapide. C'est donc à l'autre extrémité de la machine que, tou tes les 2 minutes, se présente 1 balancelle avec ses 8 moules, pour le démoulage. Sans aucune intervention quelle'flesoit, si l'objet fabriqué se trouve bien dans le corps du moule, la pâte se trouvant sur la bride a pratiquement disparue, car non seulement la coupure franche s'est opérée entre la pièce et la pâte de la bride, mais ladite bride s1 est débarrassée de sa pâte avant même que la balancelle se présente pour le démoulage; les balancelles en effet circulant à l'envers avec leurs moules, la pâte se trouvant sur les brides s'est détachée d'elle-même et est tombée avant le retournement précédant l'arrivée au poste de démoulage. On recueille ensuite les mazagrans ainsi fabriqués. Le procédé de l'invention se prête à la fabrication d'articles de toutes formes en porcelaine, latence, grès et toutes sortes de céramiques similaires. il est clair que l'invention n'est pas limitée par la description qui précède et qui n'a été donnée que dans un but illustratif. On ne sort pas du cadre de l'invention si l'on utilise des moyens équivalents, pour autant qu'il soit fait usage d'un moule dont les éléments ne possèdent pas tous les mêmes caractéristiques de porosité. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour l'obtention d'articles en porcelaine, faïence, grès et autres céramiques similaires, par coulage de barbotine dans un moule poreux comprenant au moins deux parties, une partie en plâtre (ou corps de moule) dont la forme correspond à celle de l'article final à fabriquer et une autre partie ou bride, qui prolonge le corps du moule, prise de la pâte remplis sant l'ensemble du moule, vidage de la barbotine excédentaire et démoulage, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise un moule dOwt la porosité varie le long de la paroi grâce au fais que la bride est constituée d'un matériau poreux dont la porosité est inférieure à celle du plâtre traditionnel, en par ticulier au plus égala à 20 % de celle-ci, telle que mesurée dans les conditions de moulage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps du roule est composé de façon en soi connue d'un ou plusieurs éléments, selon les nécessités du moulage, formé(s) de plâtre à usage céramique. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la bride est constituée d'un matériau poreux, dont la porosité est de beaucoup inférieure à celle du plâtre traditionnel, par exemple comprise entre 1 et 20 %r et notamment de tordre de 10 à 15 %, de celle-ci. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit matériau est à base de plâtre. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit matériau comprend le plâtre disponible sur le marché sous la dénomination "PROJET", dont la porosité vaut 0,05 % environ de celle du plâtre traditionnel à usage céramique. 6* Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, lors du séchage de la barbotine résiduelle dans le moule, s'opère une séparation franche et automatique, sans aucune intervention manuelle, entre la pellicule recouvrant le matériau de faible porosité et la couche d'épaisseur normale recouvrant les parois du moule correspon dant à l'article à fabriquer. 7. Moule à usage céramique, caractérisé en ce qutil comprend au moins deux parties : l'une, le corps, constituSed'un matériau poreux, dont la brme intérieure correspond à la forme de l'article final à fabriquer, et l'autre, la bride, constituée d'un quelconque matériau également poreux, mais dont la porosité est inférieure, en particulier au plus égale à 20 %, par exemple comprise entre 1 et 20 % et notamment égale à 10-15 %,de la porosité du matériau composant le corps dudit moule, et mesurée dons les memes conditions. 8. Moule à usage céramique selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux parties, une partie en plâtre traditionnel (corps, dont la forme correspond à celle de l'article final à fhriquer),et une partie (ou bride), dont la porosité est inférieure, en particulier au plus égale à 20 %, Far exemple comprise entre 1 et 20 %, et notamment égale à 10-15 g,de la porosité du plâtre, mesurée dans les mêmes conditions. 9. Moule selon la revendication 8, caractérisé en ce que la bride est constituée d'un matériau à base de plâtre, comprenant par exemple le plâtre disponible sur le marché sous la dénomination "PROJEXT". 10. Mule selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que la partie correspondant à l'article final à fabriquer est composée, de façon en soi connue, d'un ou plusieurs éléments, selon les nécessités du moulage. 11. Articles obtenus par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ou par mise en oeuvre d'un moule conforme à ltune quelconque des revendications 7 à 10.