Brevet FR3097221A1 — publié le 20201218

Description Titre de l'invention : PROCEDE DE TRANFERT D'AU MOINS UN MOTIF SUR UN ELEMENT MINERAL, ELEMENT MINERAL OBTENU [pool L'invention concerne un procédé de transfert d'au moins un motif sur un élément minéral. L'invention couvre l'élément minéral avec le au moins un motif intégré ainsi obtenu par la mise en oeuvre du procédé. [0002] Dans le domaine de la construction, dc la rénovation et de la décoration, il est souvent souhaité et nécessaire d'utiliser des pierres ou autres éléments naturels, comme du bois par exemple pour la réalisation de bâtis, de murs notamment ou tout autre opération de maçonnerie nécessitant des pierres ou modules de parements de pierres naturelles. Ces éléments minéraux sont choisis principalement pour leurs aspects, car les patines et les nuances qu'ils apportent sont particulièrement recherchées. Ces éléments minéraux peuvent être présents localement suivant le lieu de mise en oeuvre mais peuvent également provenir de lieux éloignés et nécessiter un transport de plusieurs milliers de kilomètres. Au-delà de la question environnementale associée à cette fourniture et au transport correspondant, il est question du problème de disponibilité de ces éléments minéraux qui peuvent être relativement rares ou difficilement accessibles pour certains. De plus, l'extraction en site naturel ouvert peut aussi poser des problèmes environnementaux. Les coûts sont également proportionnels aux contraintes évoquées ci-avant et les prix de tels produits sont souvent très élevés. Pour pallier ces difficultés de fourniture, ces problématiques environnementales, pour viser des produits plus accessibles financièrement, il a été développé des éléments en pierre reconstituée ou autres éléments reconstitués et moulés à partir de béton, dont l'apparence est parfaitement identique à une pierre et/ou à tout autre élément minéral naturel. On dénommera pour la suite de la description ces matériaux comme éléments minéraux reconstitués. En effet, la précision des moules permet de couler des éléments minéraux dont la forme est le reflet des produits naturels qui servent de matrices. Si les couleurs de certains éléments naturels peuvent être reproduites sur les éléments minéraux reconstitués, il est plus complexe d'obtenir des mélanges de couleurs, des motifs précis ou des effets colorés sur différentes zones sur des éléments minéraux reconstitués dont la géométrie est complexe. Les couleurs relativement unies ou associées à un même type de minéral sont réalisables. Dans le cas où un coloris et/ou un motif bien particulier est souhaité, il serait très complexe de colorer de manière rapide et efficace un élément minéral reconstitué dont la géométrie est parfois très complexe et comprend des bosses, des creux, des trous, des rainures. Une peinture 2 pourrait être envisagée mais la reproductivité et le bon niveau précision sont complexes à obtenir avec, entre autres, des risques de coulure et d'autres projections parasites. De plus une peinture reste en surface. Une patine (poudre, oxyde, terre naturelle) pourrait aussi être considérée, déposée par pulvérisation, étalement de la poudre en fond de moule mais une telle solution est peu précise et ne reproduit pas la réalité, ceci reste réservé à la décoration. [0003] La solution retenue par la présente invention est une solution d'impression par transfert afin de garantir une productivité et une reproductibilité satisfaisantes. Il existe des solutions classiques d'impression, par exemple l'impression jet d'encre réalisée directement sur des pièces mais ce type d'impression postérieure à la fabrication d'un élément minéral reconstitué ne permet pas une qualité suffisante et une bonne durabilité. Cette impression jet d'encre ne permet pas l'impression de pièces de formes complexes comme des éléments minéraux reconstitués comportant de multiples irrégularités de surface. [0004] Pour permettre l'impression de n'importe quel motif sur des pièces de formes complexes et variées, pour assurer une excellente durabilité des produits en extérieur, soumis aux conditions climatiques, pour présenter une très haute définition comme au naturel et afin de gagner du temps, l'invention propose de transférer une impression complète d'un motif préalablement réalisé sur un support d'impression. L'intérêt de cette solution est de garantir un aspect parfait et l'intégration du motif dans la masse de l'élément minéral reconstitué et non en surface, garantissant ainsi une bonne durabilité et un positionnement précis du motif une fois transféré sur l'élément minéral reconstitué. De plus, l'impression préalable à plat du motif permet une reproduction aisée de ce motif et garantit une bonne productivité, du fait que l'impression est assurée préalablement sur un support d'impression. Plusieurs techniques peuvent être mises en oeuvre pour la dépose du motif d'impression. [0005] Ce transfert du motif d'impression est réalisé par exemple à partir d'un effet physico chimique permettant la réalisation d'une impression sur un support d'impression, notamment sur un film, c'est-à-dire une impression en 2D par exemple en vue de le transférer sur l'élément minéral reconstitué en 3D. La présente invention propose un procédé d'impression réalisé en cours de moulage d'un élément minéral, notamment réalisé à partir d'un matériau de coulée. [0006] La présente invention est maintenant décrite à l'aide d'exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l'invention, ceci à partir des illustrations jointes, dans lesquelles : [0007] [fig.1A] représente une vue en coupe d'un moule pour la réalisation d'un élément minéral reconstitué, notamment un module de parement. [0008] [fig.1B] représente une vue en coupe du moule de la figure lA recevant un support 3 d'imprcss ion. [0009] [fig.1C] représente une vue en coupe du moule et du support d'impression de la figures 1B, recevant un matériau dc coulée. [0010] [fig.1D] représente une vue en coupe du moule de la figure lA empli d'un matériau de coulée. [0011] [fig.2A] représente une vue en perspective d'un empilement d'un moule, d'un support d'impression et d'un cadre de maintien. [0012] [fig.213] représente une vue en coupe de l'empilement de la figure 2A. [0013] [fig.2C] représente une vue en coupe de l'empilement des figures 2A et 2B recevant un matériau de coulée. [0014] [fig.2D] représente une vue en coupe du moule rempli d'un matériau de coulée. [0015] [fig.3] représente une vue en perspective du module de parement obtenu par l'une et l'autre des méthodes décrites par les figures 1 A à 1D et les figures 2A à 2D [0016] On considère que le module de parement, retenu à titre d'exemple, est un élément minéral reconstitué pouvant prendre l'apparence d'une pierre, d'une brique, ou l'apparence de tout autre élément naturel et que le module de parement a été fabriqué avec un matériau de coulée comportant de l'eau afin de réaliser un séchage par prise hydraulique du liant, ccci de façon connue. Le synoptique, représenté par les figures lA à 1D, décrit un procédé de réalisation d'un module de parement avec un motif d'impression transféré et réalisé à partir d'un matériau de coulée. La figure lA représente un moule 10, le moule 10 comporte un fond 12, il peut également comporter au moins une face périphérique 14, ici quatre faces périphériques 14-1, ..., 14-4, parallèles et verticales pour simplifier l'exemple. Des reliefs de moulage 16 sont formés sur le fond 12. Lesdits reliefs de moulage 16 peuvent être creux 16c ou en saillie 16s afin de créer un module de parement dont l'apparence est la plus réelle possible. Comme représenté sur la figure 1B, le moule reçoit un support d'impression 18 sur lequel est préalablement imprimé un motif d'impression 20 à transférer. Le support d'impression 18 est un support hydrosoluble apte à être imprimé, préalablement à son utilisation. Le support d'impression 18 est représenté positionné sur le fond 12 du moule 10 et remonte, dans le mode de réalisation retenu, sur les faces périphériques 14-1,..., 14-4. Le support d'impression 18 n'est pas complètement plaqué sur le fond du moule 10 et s'appuie sur les différents reliefs de moulage en saillie 16c avant la coulée. La figure 1C représente la distribution d'un matériau de coulée 22, ici un béton hydraulique pour simplifier également mais il pourrait s'agir de toute composition minérale apte à durcir. Le matériau de coulée 22 est distribué à l'aide d'un moyen de distribution 24, ici une trémie 25. Le volume de matériau de coulée 22 correspond sensiblement au volume final du module de parement à couler, plus ou moins le volume d'eau devant s'évaporer ou être combiné avec les minéraux durant le séchage et/ou la prise du matériau de coulée 22. Les parties du support d'impression 18 qui reçoivent le matériau de coulée sont ainsi plaquées sur le fond du moule 10 et sur les reliefs de moulage 16. [0017] La figure 1D représente la fin du procédé. La totalité du volume de matériau de coulée a été coulée et le moule 10 est rempli. Le support d'impression 18 et le motif d'impression 20 sont positionnés entre le matériau coulée 22 et le fond du moule 10. [0018] La figure 3 représente le module de parement 26 réalisé et ainsi obtenu après séchage/prise et démoulage du matériau de coulée 22. Le module de parement 26 comporte une face lisse et une face munie de reliefs, négatifs des reliefs de moulage 16 réalisés sur le fond 12 du moule 10. Le module de parement 26 comporte un motif transféré 21 sur lesdits reliefs de moulage 16, issu du motif d'impression 20 initialement imprimé sur le support d'impression 14 qui, étant soluble, a complètement disparu. [0019] Le synoptique représenté sur les figures 2A, 2B, 2C, 2D, montre un procédé de réa- lisation plus rapide et pouvant être automatisé plus facilement que le premier. La vue en perspective de la figure 2A représente les éléments de l'empilement représenté en coupe sur la figure 2B. Le procédé décrit, utilise un moule 110 comportant un fond 112. Le moule 110 peut également comporter au moins une face périphérique 114 ici encore quatre faces périphériques 114-1, ..., 114-4 verticales. Des reliefs de moulage 116 sont formés sur le fond 112 du moule 110. Lesdits reliefs de moulage 116 peuvent être creux 116c ou en saillie 116s afin de créer un module de parement le plus réel possible. Comme représenté sur la figure 2B, le moule 110 est surplombé d'un support d'impression 118, posé sur les rebords 30 dudit moule 110, au-dessus du fond. Le support d'impression 118 reçoit préalablement à son utilisation un motif d'impression 120, ledit support d'impression 118 étant hydrosoluble. Le moule 110 comporte des rebords 30 aptes à recevoir un cadre de maintien 32, visible sur la figure 2B et placé au-dessus du moule 110 et également au-dessus du support d'impression 118. Le support d'impression 118 se trouve immobilisé entre le moule 110 et ledit cadre de maintien 32. Comme représenté sur la figure 2C, un matériau de coulée 122 est également utilisé et placé dans le moyen de distribution 124, ici encore une trémie 125, et versé depuis ladite trémie 125 directement sur le support d'impression 118, comme représenté sur la figure 2C. Le support d'impression 118 retient donc le matériau de coulée 122 et peut laisser apparaître une flèche, due au poids du matériau de coulée 122 jusqu'à ce qu'il vienne se plaquer contre le fond du moule sous le poids du matériau de coulée et disparaître par hydrosolubilisation. La figure 2D décrit une vue en coupe du matériau de coulée 122 placé dans le moule 110. Le support d'impression 118 a quasiment intégralement disparu, seule subsiste la partie du support d'impression 118 interposée entre le moule 110 et le cadre de maintien 32. Le matériau de coulée 122 prend la forme du moule 110 et comporte un motif transféré 121. Le transfert du motif imprimé s'effectue par pénétration des pigments de l'impression dans le matériau de coulée, si bien que les pigments sont intégrés dans l'élément minéral reconstitué et pas uniquement rapportés en surface. [0020] Les deux procédés de réalisation respectivement décrits pas les synoptiques 1A à 1D et 2A à 2D sont maintenant décrits plus précisément. [0021] Le moule 10 est apte à recevoir le matériau de coulée 22 pour la réalisation du module de parement à partir de minéraux. Le moule 10 est donc apte à prendre une multitude de formes permettant la création de tout type d'élément minéral reconstitué. L'élément minéral reconstitué en lui-même peut être relativement complexe et comprendre des formes en saillie 16s, et des formes en creux 16e, pour s'apparenter le plus possible aux défauts natifs des pierres et autres éléments naturels. La première méthode vise une solution décrivant la pose du support d'impression au fond 12 du moule 10, la rigidité relative du support d'impression 18 permettant audit support d'impression 18 de prendre appui sur les reliefs de moulage 16 et plus particulièrement les reliefs en saillie 16s, comme le représente la figure 1B, sans être plaqué sur le fond 12 du moule 10. Le plaquage du support d'impression 18 sur le fond du moule est obtenu par l'appui exercé par le matériau de coulée 22 sur le support d'impression 18 lors de la coulée. Le matériau de coulée 22 est ici distribué par la trémie 25 mais peut être distribué par tout autre moyen de coulage manuel ou automatique permettant la distribution d'un matériau de coulée 22. Le matériau de coulée 22 prend donc la forme du moule 10 tout en plaquant le support d'impression 18 sur le fond du moule 10. Le support d'impression 18, hydrosoluble, encore représenté sur la figure ID, est en cours de dissolution au contact de l'eau du matériau de coulée. En effet, le support d'impression, hydrosoluble, se dissout rapidement en présence de l'eau contenue dans le matériau de coulée 22, permettant la migration des pigments de l'impression, selon le motif d'impression 20. Le temps de dissolution est rapide mais suffisant pour permettre au support d'impression 18 d'épouser correctement les formes données par les reliefs de moulage 16 avant de disparaitre. Lors de la dissolution du support d'impression 18, le motif d'impression 20 se retrouve donc au contact du matériau de coulée 22 en cours du séchage/prise. On note que le séchage peut être effectué librement ou peut être effectué de manière accélérée, par chauffage ou étuvage par exemple. Durant le séchage et/ou la prise du matériau de coulée 22, le motif d'impression 20 s'incruste dans le matériau de coulée 22 qui intègre alors le motif d'impression 20 dans sa matière et le motif d'impression 20 épouse tout le relief de moulage 16. Le motif d'impression 20 est donc transféré du support d'impression 18 à l'intérieur du matériau de coulée 22. Le motif d'impression 20 ne se trouve donc pas sur l'extérieur du matériau de coulée 22 comme un film imprimé rapporté qui aurait pu 6 être rapporté par collage sur la matière. Le motif d'impression 20 imprègne littéralement la matière constituant le matériau de coulée 22 qui intègre ainsi le matériau de coulée 22 sur quelques microns de profondeur, plus particulièrement entre 1 et 100 microns, pour donner un ordre de grandeur. [0022] Il est donc impossible de décoller le motif d'impression 20 qui peut s'apparenter à une coloration de la matière constituant le matériau de coulée 22. [0023] Le second procédé de réalisation utilise une méthode qui recourt au même principe physique que la méthode décrite par le synoptique des figures 1 A à 1D. Le matériau de coulée 122 est préalablement mis en contact avec le support d'impression 118 qui comprend le motif d'impression 120. Lorsque le matériau de coulée 122 est placé sur le support d'impression 114, l'eau contenue dans le matériau de coulée 122 amorce la dissolution du support d'impression 114 hydrosoluble ainsi que le transfert du motif d'impression 120, le temps de dissolution du support d'impression 114 est suffisant pour laisser le temps au motif d'impression 120 de se transférer dans le matériau de coulée 122 qui se voit donc coloré par les pigments des encres ou autres matières constituant l'impression 114 et ce sur une très faible épaisseur mais dans la matière. Le temps de dissolution du support d'impression 118 hydrosoluble étant bien inférieur au temps de séchage du matériau de coulée 122, le transfert du motif d'impression 120 dans le matériau de coulée en cours de séchage s'amorce donc avant la dissolution du film et avant le séchage ou la prise du matériau de coulée 122. Une fois le support d'impression 118 dissout, le matériau de coulée 122 alors muni du motif transféré 121, issu du motif d'impression 120, se plaque sur le fond du moule 110. Le matériau de coulée 122 est encore suffisamment rigide pour se tenir et maintenir la surface d'impression suffisamment plane le temps de la descente dudit film d'impression sur le fond 112 du moule 110. Le matériau de coulée 122 se conforme donc aux reliefs de moulage 116 présents sur le fond du moule 110 et le motif d'impression épouse lesdits reliefs de moulage 16, 116. Le module de parement 126 obtenu est représenté sur la figure 3. Les reliefs de moulage 116 réalisés sur le fond du moule 110, laissent apparaitre des irrégularités sur le module de parement obtenu 116, visible sur la figure 3, et donnent un aspect complètement naturel audit module de parement 116. [0024] 11 est ainsi possible de réaliser des impressions de n'importe quel motif, image ou dé- coration sur n'importe quel matériau minéral qui soit un matériau de coulée. Le moule 10, 110 peut adopter toute forme permettant le coulage. Le motif d'impression 20, 120 préalablement imprimé sur un support d'impression 18, 118 puis transféré dans le matériau de coulée 22, 122 durant le début de son séchage ou de sa prise, permet l'obtention d'un motif transféré 21, 121 durable et résistant à l'usure, aux UV et autres facteurs de détérioration. 7 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] REVENDICATIONSProcédé de réalisation d'un élément minéral reconstitué (26, 126) à partir d'un matériau dc coulée (22, 122), comportant les étapes suivantes: - impression d'un motif d'impression (20, 120) sur un support d'impression (18, 118). - dépose du support d'impression (18, 118) imprimé sur un moule (10, 110) ou sur le fond (12, 112) du moule (10, 110). - coulage d'un matériau de coulée (22, 122) sur le support d'impression (18, 118). - transfert du motif d'impression (20, 120) préalablement imprimé sur le support d'impression (18, 118) dans le matériau de coulée (22, 122). - séchage ou prise du matériau de coulée (22, 122). - démoulage du matériau de coulée (22, 122) séché pour l'obtention d'un élément minéral reconstitué comportant le motif transféré (21, 121). Procédé de réalisation d'un élément minéral (26, 126) selon la revendicationl, caractérisé en ce que le support d'impression (18, 118) est hydrosoluble. Procédé de réalisation d'un élément minéral reconstitué (26, 126) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le coulage du matériau de coulée (22, 122) est réalisé sur le support d'impression (18, 118), ledit support d'impression (18, 118) étant immobilisé entre le moule (10, 110) et un cadre de maintien (32). Elément minéral reconstitué (26, 126) réalisé à partir d'un matériau de coulée (22, 122) selon l'une quelconque des revendications précédentes de procédé, caractérisé en ce qu'il comporte un motif transféré (21, 121), issu d'un motif d'impression (20, 120) préalablement imprimé sur un support d'impression (18,118). Elément minéral reconstitué (26, 126) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des reliefs de moulage (16,116). Elément minéral reconstitué (26, 126) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le motif transféré (21, 121) épouse les reliefs de moulage (16,116). Elément minéral reconstitué (26, 126) selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le motif transféré (21, 121) a pénétré sur une profondeur de quelques microns. Elément minéral reconstitué (26, 126) selon la revendication 7, ca- raetérisé en cc que le motif transféré (21, 121) a pénétré sur une profondeur dc 1 à 100 microns.