Brevet FR2439627A1 — publié le 19800523

L'invention se rapporte à un procédé de coloration artificielle de tous matériaux naturels ou artificiels dont la texture est de type fissuré et notamment de roches et de bétons. Tous les procédés de coloration connus font appel à un apport direct de couleurs à la surface de matériaux comme dans le cas des peintures de sorte que la couche colorée est susceptible de disparaitre d'autant plus vite que la couche est faible ou marque d'adhérence et qu'elle est soumise aux intempéries et attaques cx- térieures. L'apport de colorant peut aussi nécessiter des opérations de cuisson comme dans le cas de la céramique ou des bairs à des temperatures bien définies comme dans les teintures par ilpr L'objet de l'invention est ur. procédé de coloration artificielle de matériaux à texture fissurée selon lequel on obtint la coloration suis bain à température particulière ni cuisscr0, par précipitation dans les fissures et microfissures du matériauoec:ipo- sés solides, amorphes ou cristallisés de couleur spécifique pour engendrer une coloration globale différente de la couleur initiale du matériau. En particulier le chargement de coloration peut s 'effec- tuer par précipitation d'ions métalliques formés par simple application sur la surface du matériau d'une solution d'attaque mobilisant tous éléments métalliques désirés. Ainsi contrairement aux procédés connus il suffit d'appliquer sur la surface d'un granite une simple solution d'attaque libérant le fer divalent du réseau cristallin de la biotite qu'il contient en le trarisformant par oxydation en fer trivalent, pour précipiter l'hydroxyde ainsi formée dans les fissures des grains et modifier profondément la coloration du granite. L'expérience montre que l'on peut ainsi transfoner un granite Jris plus ou moins sombre en un granite à coloration brune le mica perdant son fer divalent, le quartz, rarement fissuré, restant inaltéré tandis que le feldspath accueille dans ses nombreuses microfissures le fer perdu par le mica après oxydation et précipitation des hydroxydes de fer. Ceux-ci peuvent recristalliser sous forme de goethite selon les conditions humides du milieu, les joint de grains quartz - feldspath se chargeant aussi de goethite. La variété des matériaux ainsi traités peut être très étendue puisque certains granites peuvent comporter de la pyrite ieSa sous forme de petites inclusions susceptibles de jouer le meme rôle d'élétnent générateur de coloration que la biotite. L'intérêt d'un tel procédé est non seulement de permettre le changement de coloration de matériaux qui ne seraient pas directement utilisablesen construction ou ornementation mais d'obtenir une coloration inaltérable et résistant aux intempéries, la coloration résultant d'une précipitation au sein du matériau sous forme amorphe ou cristallisée. Un autre objet de l'invention est de corriger la teinte qui serait obtenue en utilisant un matériau dont les éléments métalliques seraient insuffisants pour fournir la teinte désirée en ajoutant à la solution d'attaque le complément d'éléments metal- liques. Ainsi dans le cas précédent un manque de fer peut entre compensé en incluant dans la solutions du fer métal. Un autre objet de l'invention est un moyen de mise en oeuvre du procédé facilitant la précipitation en place des éléments métalliques par l'utilisation d'une solution complexe alcaline de pff au moins supérieure à un pH de l'ordre de 7 à 8, cette solution étant en meme temps oxydante. A titre d'exemple on peut utiliser des solutions à la fois oxydantes et alcalines à base de sels d'ammoniaque, de chaux ou de soude, la solution ayant un pir élevé au moins égale à 7 à 8. Partant d'un granite de coloration grise une telle solution appliquée en surface entraine d'abord l'extraction du fer divalent du réseau cristallin de la biotite et de la pyrite, la tran s format ion par oxydation du fer divalent en fer trivalent et la précipitation en place dans les fissures du fer trivalent sous forme FeO ,OH. Le corps oxydant dans le cas d'une solution de soude peut entre par exemple le peroxodisulfate de sodium qui transforme le fer divalent, extrait des éléments de la roche par la soude en fer trivalent qui s'hydrate pour entrainer la précipitation de l'hy- droxyde FeO,OH de teinte orangée. A titre d'exemple de proportion le peroxodisulfate de sodium peut etre dilué à raison de 20 grammes pour 25 cm3 d'eau, la soude diluée dans 10 cm3 d'eau étant ajout jusqu'à ltobter:- tion d'un pli au moins égal à un pif de l'ordre de 7 à 3, la quan- titré de soude étant alors voisil-ie de 1g, On peut ajouter évertuel- lutent du fer en poudre par exemple 0,25g. Cette solution peut transformer une surface de 0,50 m2 de Srarrite gris en un gravite brun par simple application de la solution, la coloration restant stable après quelques heures.Ces proportions ne sont pas impéra- tives et l'on ne sortirait pas de l'invention en utilisant une solution complexe corltenant du peroxodisulfate à raison de 50 à 1u0 grammes pour 100 cjn3 d'eau et une solution alcaline : de soude par exemple à raison de 5 à 10 grammes pour 100 cm3 d'eau. De même on peut ajouter un élément métallique par exemple le fer dans la proportion de'0,25 à 1 sraNme de fer pour 100 cm3 de solution. Un autre objet de l'invention est d'accroitre la rapidité de la transformation de teinte par l'utilisation de nateriaux dont la surface présente un polissage moins poussé, le polissage défini- tif éventuel pouvant intervenir ultérieurement. bien que l'on nuait décrit qu'une application du procédé aux granites on comprendra que le procédé est applicable à toutes roches à texture fissurée dont on mobilise au moins l'un des élé- ments à l'aide d'une solution d'attaque en surface en vue d'obtenir un précipité coloré dans les fissures et microfissures, les teintes pouvant entre renforcées dans le cas de faibles teneurs par la présence de ltélément choisi dans la solution d'attaque. Si le matériau est artificiel comme dans le cas d'un béton dont la texture se preste particulierement bien à la réception d'une solution d'attaque avec précipité des hydroxydes désirés selon les sables qu'ils contiennent par exemple, on peut aussi utili ser une solution contenant ltélément-métallique dont la teinte de l'hydroxyde est désirée lorsque cet élément est absent du sable ou des autres constituants, pores et fissures recevant le précipité. De meme on ne s'écarterait pas du procédé objet de l'invent ion en remplaçant les solutions alcalines et oxydantes données à titre d'exemple par d'autres solutions. C'est ainsi que l'on peut choisir comme milieu oxydant des solutions d'hypochlorite de sodium, de perchlorate de potassium, dthydrorénosulfate de sodium ou encore une solution provoquant une oxydation secondaire, chlorure d'ammoniuin en milieu ammoniacal. REVENDICATIONS 10) Procédé de coloration artificielle de matériaux naturels ou artificiels à texture fissuree caractérisé en ce que l'cr; applique en surface une solution précipitant dans le réseau fissu- ral ou microfissural des composés solides, amorphes ou cristallisés de couleur spécifique engendrant une coloration globale différente de la coloration initiale du matériau. 20) Procédé de coloration tel que revendiqué en 1 dont la solution est une solution ionisante agissant sur les éléments mémétalliques d'au moins un des constituants du matériau en vue de leurs mises en solution et de la précipitation des ions métalliques ainsi formés dans les fissures et microfissures environnantes. 3a) Procédé de coloration tel que revendiqué en 2 selon lequel on renforce la coloration en cas de présence insuffisante des éléments métalliques à mobiliser par un apport à la solution ionisante de l'élément métallique désiré correspondant à la coloration choisie 40) Procédé de coloration tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 3 selon lequel on transforme la coloration grise d'un granite en coloration brune par a pl-caticr. à la surface du matériau d'une solution complexe à la fois oxydante et alcaline de pH au moins supérieur à un pti de l'ordre de 7 à 8. 50) Procédé tel que revendiqué en 4 selon lequel la solution alcaline comporte une solution c-hoisie dans le groupe solutions de chaux, de soude, de sels d'ammoniaque. 6 ) Procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 4 et 5 dont la solution oxydante est une solution de peroxodisulfate de sodium. 70) Procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 3 et 4 dont le milieu oxydant est choisi dans le groupe : solutions d'hypochlorite de sodium, de perchlorate de potassium, d'hydrogénosulfate de sodium ou une solution provoquant une oxydation secondaire : chlorure d'ammonium en milieu aumonia- cal. 3o) Procédé tel que revendiqué en 4 selon lequel on erar:s- forme la ooloration grise d'un granite en coloration brune par pré- capitation de goethite dans les fissures et microfissures des fel-dspaths et dards les joints des grains quartz - feldspath. 90) Procédé tel que revendiqué en 8 selon lequel on utilise une solution co,lplexe contenant du peroxodisulfate à raison de 50 à 100 granites de peroxodisulfate pour 100 cm3 d'eau et une solution de soude à raison de 5 à 10 grammes de soude pour 100 cm3 d'eau. 100) Procédé tel que revendiqué en 8 selon lequel on renforce la couleur brune en ajoutant à ladite solution de la poudre de fer dans la proportion de 0,25 g à 1 gramme de fer pour 100 cm de solution. 110) Procédé tel que revendiqué en 1 dont la solution que l'on applique en surface contient au moins les éléments nécessaires à la formation d'un précipité coloré, daris les plissures, microfissures et pores du matériau avec ou sans attaques des éléments du matériau.