Brevet FR2395968A1 — publié le 19790126

La présente invention concerne des matériaux de constructions dits de synthèse et plus particulièrement des matériaux ayant un aspect décoratif, assortis de caractéristiques physico-chimiques supérieurs aux matériaux naturels similaires et dont ci-dessous détail comparatif Résistance à l'abrasion : Marbre de synthèse Marbre naturel Longueur moyenne des empreintes dans les 2 sens > 22 m/m 32m/m sur 4 éprouvettes Résistance à la compression Effectué à l'aide d1une presse Moyenne de Amsler de 150 tonnes sur 3 résistance * 267 (kgE/cm2) éprouvettes 1.380 (Kgf/cm2) Résistance à la flexion Effectué à l'aide dlun Moyenne de dynamomètre électronique resistance 93 (kgf/cm2) Wolpert type Testatron 307 (kgf/cm2) Résistance au vieillissement indu triel et au type maritime Après 2 h vapeur sulfureuse à 1 % On ne relève On relève un net Après 1 h aux rayons U.V. à 650 C aucune dété- jaunissement, et Apres 98 h à épreuve en brouillard rioration légère perte de salin du matériau brillance Pendant une durée de 20 cycles Réaction au feu Au terme des arrêtés du A été classé Ininflammable 17.10.57 et du 26.7.73, les dans la catématériaux de construction gorie MIv ctest sont répartis en 6 à dire classements de MO à M5 matériau Compte tenu des critères ininflammable résultants des essais I1 existe actuellement de nombreux matériaux de construction artificiels obtenus par liaison d'agrégats divers à 11 aide dlagents également divers mais aucun des procédés connus ne permet de donner aux produits considérés, à la fois l'aspect d'un matériau traditionnel ou naturel et les qualités physico-chimiques d'un produit de synthèse. Les produits obtenus gracie à la présente invention, permettent de réaliser des ensembles à la fois décoratifs et fnnctionnels tels que revêtements muraux extérieurs inaltérables aux intempéries et notamment au gel, revêtements muraux intérieure et revêtements de sols inaltérables aux produits de nettoyage courants même stols présentent une agressivité acide. La description des procédés de fabrication de la présente invention se décompose en 5 chapitres à savoir : les agregats, le cycle de fabrication des pierres de couleur unie, le cycle de fabrication des pierres façon marbre, le cycle de fabrication des pierres façon granit, les liants (résines et adjuvants) CHAPITRE I : Les Agregats Les agregats doivent guêtre calibrés entre 0,5 microns et 2,5 m/m. Le mélange doit etre réalisé de manière à se rapprocher le plus possible de la courbe idéale, de façon que tous les intertices soient comblés et qutaucun vide ne subsiste quand les agrégats sont enrobés de résine. Plusieurs matériaux peuvent être utilisés : les granules de marbre, les silices, les quartz. Exemple de mélange type - granulés de marbre : Pourcentage en volume ou en poids 1 à 2,5 m/m 25-% 0,5 à 1,5 m/m 25 % Farine de marbre 30 % Farine de quartz 15 % Hydrophobe 5 - Silice calibrée 1,25 à 2.25 m/m 20 % 0,5 à 1,25 m/m 20 % 0,2 à 0,8 m/m 20 % 20 à 200 microns 20 % Farine de quartz 15 % Hydrophobe 5$ Ces produits, dans les granulométries donnees ci-dessus, permettent de réaliser des bétons parfaitement lisses et sans bulles. I1 conviendra toutefois de faire des échantillons différents suivant les produits utilisés ou les granulométries des matériaux utilisés en dehors de ceux-ci. CHAPITRE Il - Le cycle defabrication des pierres de couleur unie Pour la préparation des agregats deux méthodes peuvent être utilisées : Poids, volume. Dans les deux cas il est préférable de préparer à l'avance les agrégats avant de procéder au mélange avec le liant resine et les adjuvants. Si l'on décide de travailler par pesage, la base à prendre est 100 kg. Dans le cas du volume la base sera 100 litres. Ltune ou méthode est valable et diffère très peu. Ouest uniquement une question dtorganisation et des moyens mis en oeuvre dans 12 atelier. Exemple de pesage : N 1 25 Kg B.L.P. 3 5 Kg N 2 25 Kg N 3 30 kg 100 kg Durcal 15 kg Dans les deux cas, il convient dès que les différents composants sont pesés ou mesurés, de mélanger intimement à l'aide dtun pétrin. Le mélange est bon dès que l'on peut prélever à la truelle ou la spatule les agrégats mélangés sans qu'ils glissent de 11 outil. Il suffira par la suite soit de prélever la quantité en poids ou en volume pour remplir le moule -et de procéder au mélange avec le liant résine et les adjuvants et colorants. I1 y a gain de temps et sécurité de la qualité continue des agrégats en procédant de cette façon. Les moules utilisés pour la préparation du produit peuvent être réalisés en : acier inoxydable poli, tôle polie, tôle striée, martelée, latté plaqué 2 faces, formica, célamine, polyrey, bois aggloméré enduit 2 faces plastique, élastomère polyurethane ou silicone. Les cadres de moulage seront constitués par des baguettes en polypropylène solidarisées au plateau de moulage par des serre-joints. Il est possible pour un même support de moule d'obtenir une finition "mat" ou une finition "brillant". Il convient alors d'utiliser soit un démoulant du type alcool vynilique, soit un gelcoat. Pour finition mat sur un plateau inox ou tôle, latté formica, etc : préparer une solution Lucanol L5/Eau dans les propositions 25/75. Passer au tampon la solution sur le moule et le cadre, Laisser sécher. Pour finition brillant sur plateau inox, latté formica etc Préparer le gelcoat en quantité suffisante pour traiter la surface du moule utilisé. Exemple : - Prendre 100 grs de résine RP.6 dans un récipient verre Mélanger 2 % du durcisseur Peroxyde D.8 soit 2 grs., -additionner 1 % d'accélérateur A.3 soit 1 gr, bien mélanger l'ensemble rapidement et passer sur la surface du moule et cadre de moulage à laide dtun pinceau. Laisser sécher. Nettoyer le récipient verre et le pinceau au trychlo ou à llacétone, Le volume du moule à traiter décide de la quantité d'agrégats à prélever. Il faut également tenir compte du tassement à la vibration. Les agrégats prélevés sont versés dans le pétrin et remalaxés pour avoir la certitude d t un parfait mélange. La quantité de résine à utiliser est déterminée par le poids des agrégats nécessaires à remplir le mollle. Exemple : Quantité Résine nécessaire : 3 litres RP6 a) Prélever 3 litres de résine RP.6 dans un récipient en plastique, b) Additionner 2 ss du durcisseur Peroxyde D.8 soit 60 cl. Mélanger. c) Prélever dans une éprouvette 2 % à 7 % d'accélérateur A.3, soit 6 à 21 cl et mélanger- à 100 cl de styrène. Garder en attente dans 1 éprouvette. Pour éviter d'savoir à préparer trop souvent de petites quantités de résine accélérée et catalysée, on opérera comme suit Partager la quantité de résine nécessaire pour la production d'une demi-journée en 2 parties égales. Exemple : 2 fois 30 litres Dans les premiers 30 litres, on mettra le durcisseur Peroxyde D.8, sur la base de 2 %, soit 0,600 1. Bien mélanger. Dans les seconds 30 litres, on ajoutera ltaccélérateur A.3 de 2 % à 7 %, soit 0,060 1 à 0,210 1 préalablement dilué dans du styrène en quantité suffisante pour obtenir une bonne répartition. Bien mélanger. La résine accélérée avec lia.3 peut être conservée sans inconvénient, tandis que la résine additionnée de durcisseur D.8 doit être utilisée impérativement dans la journée. A ce stade des opérations, nous avons donc : les moules enduits de Lucanol L5 ou de Gelcoat prêts et secs, les agrégats prêts et mélangés, la résine mélangée au durcisseur, l'accélérateur en attente. Verser le mélange résine/durcisseur sur les agrégats, le pétrin etant en marche. La pâte se -forme et devient coulante. Bien s'assureur qutil nry a plus dtagrégats secs et que ceux-ci sont bien enrobés. Verser le mélange styrène/A.3 sur la pâte, pétrin en marche. Faire tourner jusqu'à complète disparition des traces violettes et mélange intime avec la patte. Pendant le déroulement des opérations ci-dessus les moules préparés ont été fixés sur la table vibrante à l'aide de serre-joints et sont prêts à recevoir le mortier préparé au pétrin. La pâte préparée, le pétrin arrêté : prélever la pâte à l'aide d'une truelle ou d'un récipient approprié, répartir dans les moule en prenant la précaution de ne pas abîmer la couche de démoulant, la pâte doit glisser sur la surface du moule, se répartir et s'égaliser en épaisseur. Utiliser une truelle pour égaliser. Mettre la table vibrante en marche, juste le temps que le produit soit bien choqué pour faire remontér les bulles flair et obtenir une bonne répartition dans le moule-épaisseur constante. Une vibration trop longue amènerait certains inconvénients remontée de résine, ségrégation des agregats. A la suite de cette opération, il est possible de répartir sur la pâte des concassés de marbre NO 1 ou de la silice G,4, pour constituer une bonne surface d'accrochage. Le tableau ci-dessous donne les durées de prise, en fonction de la température et des concentrations en catalyseur et en accélérateur les pourcentages sont rapportés à la résine. Catalyseur Accélérateur Températures et durées de prises en minutes 2 0,2 % 100 15Q 200 250 300 350 400 80 50 35 25 2 % 0,1 % 160 105 70 45 30 1 % 0,2 % 40 30 1 % 0,1 % 110 80 55 40 1 % 0,05 % 190 140 105 Le temps de gel est très important dans le cycle de fabrication. En effet, la polymérisation commence dès que la partie agrégats/ résine-dur ci sseur entre au contact de la partie accélérateur/ Styrène. Plus il y a d'accélérateur, plus le temps de gel est de courte durée. De même la température joue un rôle important. La masse des agrégats contribue encore à redire le temps de gel. Il convient donc, en fonction de la température de tester les agrégats et trouver entre 2% et 7 % le taux convenable pour obtenir un temps de gel suffisamment long pour permettre de travail ner convenablement la pâte et avoir encore suffisamment de temps pour remplir les moules, répartir la pate, vibrer sans arriver au point de gel, c'est à dire : passage de l'état de pâte à 11état solide. On peut aisément, après tests, doser tous ces éléments pour obtenir un démoulage entre 45' et une heure. Le moule peut être évacué de la table vibrante dès la fin de llopé- ration vibration et saupoudrage, à condition de prendre toutes les précautions nécessaires à leur manipulation. I1 est recommandé de stocker sur une table parfaitement plane et de niveau, de brider les moules à l'aide de serre-joints pendant la durée de la polymérisation, afin d'éviter les déformations possibles, La polymérisation terminée, le produit a accusé un léger retrait Il suffit de renverser le moule pour libérer la pierre polymérisée. La polymérisation à coeur't dure bien plus longtemps. Il convient donc de stocker la pierre sur une surface plane tout le temps nécessaire pour que la masse soit stabilisée. Il est recommandée de brider les pièces si la température à tendance à varier, pour éviter toute déformation. Les baguettes et les moules "libérés" du produit sont acheminés à la table de préparation. Sauf incident dû à une mauvaise préparation au départ ou à un mauvais mélange agrégats/résine, le moule doit etre propre. Sinon le nettoyer à l'acétone ou au trichloréthylène, si la surface a été traitée au gelcoat, ou à l'eau si la surface a été traitée au Lucanol L5. L'ensemble de ces opérations s'enchaine et le cycle suivant a déjà commencé avant que le premier ne soit terminé afin de réduire les temps morts et accélérer la production. Pour obtenir des pierres colorées il convient de reprendre le cycle de fabrication précédent au niveau du prélèvement des agrégats. Les colorants à utiliser sont du type oxydes métalliques. I1 n'est pas recommandé d'utiliser des colorants synthétiques, ceux-ci étant plus sensibles aux U.V. et risquent de passer dans le temps. Les colorants ont un fort pouvoir teintant, il faut donc les utiliser en faible quantité, 2 à 3 % de la masse à dorer. Il est nécessaire de procéder par expériences successives en prélevant une petite quantité d'agrégats et en réalisant diverses éprouvettes échantillons en faisant varier la quantité de colorant jusqu'au moment où la teinte désirée est réalisée. Il est conseillé d'ouvrir un répertowe donnant le poids de colorant pour chaque type d'échantillon. Le colorant ne doit pas être ajoute pur dans la pâte. I1 est préférable de l'incorporer après prélèvement des agrégats slil s'agit d'une seule pièce, ou de l'ajouter au moment de la préparation des agrégats stil s'agit dtune série. Le reste du cycle de fabrication est inchangé. CHAPITRE III - Le cycle de fabrication des pierres façon marbre Pour obtenir une reproduction marbre, Il est parois nécessaire de faire appel à plusieurs colorants. Les opérations ci-dessus restent inchangées jusqu'au prélèvement des agrégats. La suite est modifiée de la manière suivante Prélèvement de la quantité nécessaire au remplissage du moule, Sur cette quantité prelever dans des récipients séparés (1, 2 ou 3) le poids agrégats nécessaire à la réalisation des colorants. Exemple : Fond blanc - addition : rouge, jaune, marron. Fond blanc 87 % dans le pétrin 1 partie 3 % du poids additionné de rouge dans un récipient séparé 1 partie 5 % du poids additionné de jaune dans un récipient séparé I partie 5 % du poids additionné de marron dans un récipient séparé Cycle III - mélange résine RP.6 + Durcisseur D.8 Pour l'élément dans le pétrin et les récipients séparés Apport de I1 accélérateur/styrène A.3. A la fin de ces opérations nous avons Pétrin, mélange terminé - polymérisation enclenchée, Récipient NO l-rouge - mélange terminé polymérisation énclenchée Récipient NO 2 - Jaune - idem Récipient NO 3 - marron - idem Prendre les récipients contenant les colorants/agrégats mélangés N01,2,3 et verser dans les agrégats base blanche du pétrin. PETRIN ARRETE. Le reste des opérations à partir du coulage de la pâte dans les moules reste inchangée CHAPITRE IV - Le cycle de fabrication des pierres façon granit Pour obtenir une reproduction granit, il faut travailler avec des concassés de marbre de différentes couleurs dans chacune des catégories. I1 est possible de trouver des agrégats dans chaque catégorie, dans les couleurs ci-dessous Exemple Blanc Rouge Bleu Total 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Agrégats N 1 10% 10% 5% 25% N 2 10% 5% 10 % 25 % N 3 10% 10 % 10 % 30 % Durcal 40 15% 15 % BLP.3 5% 5% Prélever les quantités en poids suivant le pourcentage du tableau ci-dessus et mélanger. Tous les cycles suivants restent inchangés. CHAPITRE V - Les liants (résines et adjuvants) Les produits qui ont été mentionnés dans le texte ci-dessus sont les suivants Résine RP.6 = Polymaleate de propylène-glycol Durcisseur D.8 = Peroxyde de métlylethylcetone dilué à 50 % dans du phtalate de dimethyle Accélérateur A.3 = Octoate de cobalt dilué à 6 % dans du phtalate de diotyle. Styrène = Monomère inhibé, produit de la deshydrogenation cataly tique de l1ethylbenzène Lucanol : Solution acqueuse d'alcool polyvinylique à 50 % Les procédés de fabrication objet de la présente invention peuvent être mis en oeuvre dans des ateliers de fabrication de produits en béton de ciment traditionne-is Les matériels nécessaires à l'exécu- tion des opérations ci-dessous décrites, sauf en ce qui concerne les moules, peuvent être approvisionnés auprès de nombreux constructeurs car ils existent déjà ou ont été également conçus pour l'utilisation d'autre produits. Les produits fabriqués grace à la présente invention peuvent trouver de multiples applications-dans les domaines les plus divers mais que l'on peut toutefois limiter aux plus importants c'est à dire suivants . Batiment et travaux publics, Décoration intérieure et Ameublement, Décoration extérieure paysagée (jardins, piscines) etc... REVENDICATION Procédés de fabrications permettant d'obtenir des pierres synthétiques ayant un aspect identique aux pierres naturelles mais avec des caractéristiques physico-chimiques supérieures, caractérisé - Premièrement par l'emploi de liants dénommés commercialement résines polyester et scientifiquement polymaléate de propylène glycol additionnés d'un produit catalyseur dénommé scientifi quement peroxyde de Méthyléthyacétone dilué à 50 % dans du phtalate de dimethyle, et éventuellement d'un accélérateur dénommé scientifiquement octoate de cobalt dilué à 6 % dans du phtalate de diotyle. - Deuxièmement par 11 utilisation d'agrégats silico-calcaires à granulométrie progressive contenus dans la fourchette de 20 à 2.500 microns. - Troisièlmement par le moulage du mortier dans des moules de diverses natures dont les parois reproduisent les reliefs des pierres naturels et qui peuvent être obtenus soit par contre moulage soit par exécution individuelle.