Brevet FR2593169A1 — publié le 19870724

La présente invention concerne un nouveau procédé pour la réalisation d'articles ou objets présentant l'aspect de matériaux naturels, à partir de résines synthétiques, et notamment pour l'imitation à l'échelle industrielle de toutes les pierres et roches naturelles. Elle vise également tous les articles et objets, notamment en pierre artificielle, obtenus grâce à ce procédé. On a réalisé depuis très longtemps des imitation de matériaux naturels, à des fins décoratives. Ainsi, de nombreuses copies de statues ont été faites par moulage en béton, ainsi que des revêtements de murs imitant la pierre naturelle, notamment le marbre, par moulage de nappes de fibres de verre imprégnées de résines synthétiques, éventuellement décorés à la peinture. Toutes ces tentatives présentent des insuffisances multiples - il s'agit toujours d'empreintes superficielles, c'està-dire soit de volumes creux, soit de revêtements sans épaisseur notable, et dans tous les cas, ne pouvant pas donner lieu à -des modifications, des retouches ou des améliorations par un travail mécanique en profondeur : Toute atteinte mécanique en surface détruit le caractère imitatif du matériau. - il s'agit toujours d'imitations artistiques, à aspect purement visuel, ne présentant pas deoucher authentique. - du fait de ce caractère superficiel et visuel, le matériau artificiel en lui-même ne présente pas le grain du matériau naturel, ni en surface, ni a fortiori dans la masse. - enfin, bien entendu, ce caractère artistique excluait la fabrication répétitive et industrielle d'un objet déterminé, et bien entendu aussi l'assemblage d'éléments semblables éventuellement adaptés l'un à l'autre. La présente invention élimine toutes ces lacunes de l'art antérieur, grâce à un matériau nouveau présentant, non seulement en surface mais dans toute sa masse, toutes les caractéristiques visuelles et tactiles de chaque matière naturelle, généralement minérale, à imiter. L'invention vise également un procédé pour la fabrication de ce matériau. Elle vise enfin tous les objets réalisés en ce matériau, notamment dans les domaines d'applications artistiques et architecturaux. Le matériau selon l'invention consiste essentiellement dans une résine du type dit "à l'eau", à base de polyester polymérisé, contenant au moins 50% en poids d'une charge minérale choisie entre le plâtre, le sable, la poudre de marbre et le gravier, la proportion de ladite charge étant appropriée à la reproduction d'un grain déterminé, et dont la zone superficielle contient sur une épaisseur notable au moins un agent de coloration,tel qu'un pigment ou un oxyde métallique inclu au moment de la polymérisation du matériau dans un moule. Pour mettre en oeuvre le procédé permettant d'obtenir ce matériau et les objets moulés selon l'invention, on procède, dans une première étape, à la mise en émulsion de la résine polyester liquide dans un volume sensiblement égal d'eau, puis à y ajouter le catalyseur et l'accélérateur usuels, dans l'ordre habituel et enfin à y ajouter, avant la fin de la polymérisation, la proportion de ladite charge correspondant à la granulométrie à obtenir et enfin à mouler la composition ainsi préparée dans une empreinte selon les techniques de moulage classiques, la surface du moule ayant préalablement été enduite des agents de coloration prévus pour le moulage. Selon une variante, l'agent de coloration est appliqué après démoulage, la zone superficielle de l'objet étant ramollie sur une certaine épaisseur au moyen d'acétone. Dans la mise en pratique de l'invention, il est préférable, avant mise en émulsion de la résine dans l'eau, de l'homogénéiser par agitation, ce qui assure une plus grande durée de stabilité à l'émulsion. De même, une poudre de silice à action thixotropique, telle que celle commercialisée sous la marque "AEROSIL" contribue à cette stabilité, ce qui permet de mieux contrôler la granulométrie du matériau final. Un avantage important de ce procédé est sa rapidité d'exécution : selon la température, 15 à 30 minutes seulement sont nécessaires à la polymérisation, c'est-à-dire à la réalisation d'un moulage. Les moulages obtennus présentent l'aspect du matériau qu'ils imitent, non seulement superficiellement, mais encore dans la masse, ce qui permet de les travailler, par exemple de les scier pour les mettre aux dimensions en vue d'assemblages imitant des objets de très grandes dimensions, notamment des statues, des dalles, des colonnes, dans lesquels les joints ne sont pas visibles. Ces moulages sont bien entendu insensibles aux chocs, aux intempéries et à l'érosion. Du fait qu'ils présentent la même granulométrie dans toute la masse, il est possible de les sculpter comme de la pierre pour obtenir des objets ayant le même toucher que le matériau imité. La coloration peut également être obtenue par veinage dans la masse, grâce à un traitement vibratoire entrainant la séparation des couleurs, ou grâce à un mélange de la résine à l'eau utilisée selon l'invention avec une résine ordinaire. La proportion de colorant peut également contribuer à la création d'un effet de patine. De manière générale, les colorants préférés sont du type cellulosiques, à base d'acétone, car sinon ils tendent à demeurer en surface ou même à ne pas se détacher du moule. Parmi les charges les plus utilisées dans l'invention, le plâtre présente un intérêt particulier dans la mesure où il permet de parvenir à des résultats très différents, selon la proportion employée. Ainsi une proportion de plâtre aussi basse que 30% dans une composition selon l'invention conduit à une crème utilisable pour la réalisation de stratifiés verticaux. A l'inverse, une proportion de l'ordre de 55-60% permet d'obtenir des compositions applicables à la spatule pour la réalisation de crépis. Parmi les nombreuses applications de l'invention, on peut citer les imitations de sols, tels que des marches d'escalier creusées par l'usure, de colonnes, portiques, statues, écussons et autres oeuvres d'art, poteries, dalles, panneaux, moellons, balustrades, fontaines et analogues, par exemple- en marbre ou en tout autre matériau. Enfin on notera qu'au contraire des imitations connues, que l'on décèle à leur faible poids puisqu'elles sont creuses, les objets obtenus selon l'invention ont non seulement le toucher, mais aussi le poids d'objets authentiques, dont ils deviennent ainsi très difficiles à différencier et à déceler. On va maintenant illustrer l'invention par la description d'un certain nombre d'exemples de réalisation. Comme on le verra par ces exemples, la proportion de résine de polyester dans l'eau d'émulsification peut varier en plus ou en moins par rapport à la valeur moyenne de 50%. La règle à observer est simplement que ladite proportion détermine la granulométrie du produit fini, dont l'aspect est de moins en moins cristallin à mesure que la proportion d'eau augmente. Cela découle du degré de décantation de la charge dans la composition au moment du moulage. Ainsi, on a constaté que cette décantation est maximale pour une proportion de 60% d'eau, tandis qu'à l'inverse une résine non émulsionnée donne, avec 50% de poudre de marbre, l'aspect de quartz ou de silex à la casse. De même le traitement d'homogénéisation par agitation joue un rôle parallèle sur la granulométrie : la décantation de la charge, est d'autant plus rapide que cette homogénéisation est incomplète ou nulle. Exemple 1 : Imitation de la pierre de Rogne. On utilise une émulsion à 50% de la résine de polyester dans l'eau. La composition comprend environ 113 de cette émulsion et 213 de plâtre, et elle est utilisée en coulée. Une proportion plus élevée de plâtre rendrait la coulée trop difficile ; à l'inverse une proportion plus importante d'eau dans l'émulsion avant mélange rendrait trop importantes les cavités qui apparaissent dans la granulométrie après polymérisation. Exemple 2 : Imitation de la pierre de Chauvigny. On utilise une émulsion à 50% de la même résine dans l'eau. La composition comprend environ 215 de cette émulsion et 315 de poudre de marbre et elle est utilisée en coulée. Elle peut également être utilisée en stratification par association avec une armature de fibres de verres, après adjonction de poudre de silice (Acrosil) à raison d'environ 1/4 d'Aerosil pour 4/4 d'émulsion de résine. Exemple 3 : Imitation de la pierre menlière. On utilise une émulsion à 50% de la même résine dans l'eau. La composition comprend environ 1 part de cette émulsion et 1 part de poudre de silice, pour une utilisation en coulée. On peut également créer une imitation semblable en stratification en doublant la proportion de poudre de silice. Exemple 4 : Imitation de la pierre de Provence. On utilise une émulsion à 50% de la même résine dans l'eau. La composition comprend 40% de cette émulsion, 40% de plâtre et 20% de poudre de marbre. Exemple 5 : Imitation du marbre. On utilise une émulsion à 60% de la même résine dans l'eau. La composition comprend 50% de cette émulsion et 50% de poudre de marbre et elle est utilisée en coulée. Cette coulée peut être effectuée simultanément avec une composition semblable, mais dans laquelle la résine n'est pas émulsionnée, de manière à créer l'aspect de veines de quartz dans un marbre. Pour obtenir la séparation de ces veines, un traitement vibratoire est nécessaire pendant la polymérisation. Dans tous ces exemples, les proportions sont données en volumes. Toutes les compositions décrites dans ces exemples peuvent être teintées à volonté dans la masse, au moyen de pigments ou d'oxydes métalliques en poudre. Bien entendu les exemples donnés ici n'ont qu'un caractère illustratif et ne constituent pas une limitation des domaines d'application de l'invention. REVENDICATIONS 1. Nouveau matériau artificiel présentant superficiellement et dans la masse les mêmes caractères visuels et tactiles que la pierre naturelle, caractérisé en ce qu'il résulte de la polymérisation d'une résine du type dit "à l'eau", à base de polyester, en émulsion à environ 50% dans l'eau, contenant comme charge une proportion d'au moins 50% de plâtre, de sable, de marbre ou analogue, et dont la zone superficielle contient sur au moins une épaisseur notable au moins un agent de coloration inclu dans la masse de résine. 2. Procédé pour l'obtention du matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à procéder dans une première étape, à la mise en émulsion de la résine polyester liquide dans un volume sensiblement égal d'eau, puis à y ajouter le catalyseur et l'accélérateur usuels, à y ajouter pendant la polymérisation la proportion de charge correspondant à la granulométrie à obtenir et enfin à mouler la composition ainsi préparée dans une empreinte selon les techniques de moulage classiques, la surface du moule ayant préalablement été enduite des agents de coloration prévus pour le moulage. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'après démoulage, on ramollit la zone superficielle de l'objet au moyen d'acétone pour y inclure un agent de coloration. 4. Procédé selon les revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on procède à une homogénéisation de la résine avant sa mise en émulsion. 5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'on ajoute à la composition avant polymérisation une poudre de silice à action thixotropique. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le moulage est réalisé par coulée. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le moulage est réalisé par stratification. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que, en vue du moulage par stratification, on ajoute à la composition une proportion additionnelle de poudre de silice. 9. Application du nouveau matériau selon la revendication 1 à la réalisation d'imitation d'objets artistiques et/ou architecturaux tels que des marches d'escaliers creusées par l'usure, des colonnes, portiques, statues, écussons et autres oeuvres d'art, poteries, dalles, panneaux, moellons, balustrades, fontaines et analogues, par exemple en marbre ou en tout autre matériau.