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BREVET D'I NVENTION Procédé de fabrication d'ardoises et éléments de recou- vrement perfectionnés
EMI1.1
Priorité : demande de brevet déposée au Luxembourg le 25 février 1983, sous le n 84 663 au nom de la demanderesse. demanderesse.
Inventeur : Paul NAA.
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PROCEDE DE FABRICATION D'ARDOISES ET ELEMENTS DE
RECOUVREMENT PERFECTIONNES
La présente invention concerne des ardoises obtenues à partir de déchets broyés d'ardoises et d'une résine synthétique servant de liant. Elle s'étend également à des éléments de recouvrement du type des ardoises présentant, du fait de leur mode de production, des perfectionnements comparés aux ardoises naturelles.
Lors de la fabrication d'ardoises naturelles, la quantité de déchets est en général jusqu'à 4 fois supérieure à la quantité d'ardoises produites, ce qui explique le coût élevé des ardoises naturelles.
Le but de la présente invention vise la fabrication d'ardoises à partir de ces déchets afin de les valoriser, permettant ainsi une diminution du prix de revient d'une ardoise naturelle et la production simultanée d'ardoises d'un nouveau type.
Suivant un premier aspect, la présente invention fournit un procédé pour la fabrication d'ardoises caractérisé en ce qu'il comporte les étapes opératoires suivantes : -concassage et broyage des déchets d'ardoises, - séparation des particules concassées et broyées selon leur granulométrie, - sélection de quantités déterminées de granulométries différentes, - mélange éventuel de cette charge avec une quantité pré- déterminée de sable et ensuite de craies, - addition d'une résine et d'un durcisseur adéquats pour former une pâte relativement fluide, - transfert de ladite pâte dans un moule adéquat chauffé à environ 40 C et - démoulage après vibrations du moule et durcissement de la pâte.
Suivant un mode d'exécution particulièrement avantaqeux, la charge solide, représentée par les matériaux naturels présente la composition suivante :
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- de 18 à 24 % en poids de particules d'ardoises ayant une fourchette granulométrique comprise entre 16 et 28 mesh, - de 8 à 14 % en poids de particules d'ardoises ayant une fourchette granulométrique comprise entre 28 et 35 mesh, - de 7 à 13 % en poids de particules d'ardoises ayant une fourchette granulométrique comprise entre 35 et 48 mesh, - de 6 à 12 % en poids de particules d'ardoises ayant une fourchette granulométrique comprise entre 48 et 65 mesh, - de 4 à lo % en poids de particules d'ardoises ayant une fourchette granulométrique comprise entre 65 et loo mesh,
et - de 9 à 15% de particules ayant une fourchette granulométrique comprise entre 100 et 200 mesh ainsi que de 5 à 11% en poids de sable, de 19 à 25 % en poids de craie farineuse, à quoi s'ajoutent en pourcentage du poids de la charge solide de 2 à 4 % en poids de durcisseur HK de Degussa et de 15 à 18 % en poids de résine métracylique du type 1370 de Degussa.
De préférence, la charge solide présente la compo- sition suivante : - 21 % en poids de particules d'ardoises ayant une dimension de particules comprise entre 16 et 28 mesh, - 11 % en poids de particules d'ardoises ayant une dimension de particules comprise entre 28 et 35 mesh, - 10 % en poids de particules d'ardoises ayant une dimension de particules comprise entre 35 et 48 mesh, - 9 % en poids de particules d'ardoises ayant une dimension de particules comprise entre 48 et 65 mesh, - 7 % en poids de particules d'ardoises ayant une dimension de particules comprise entre 65 et loo mesh, et - 12 % en poids de particules d'ardoises ayant une dimension de particules comprise entre loo et 200 mesh, ainsi que
8 % enpoids de sable,
22 % enpoids de craie farineuse,
à quoi s'ajoutent en pour- centage du poids de la charge solide :
3 % en poids de durcisseur HK de Degussa et
17,5 % en poids de résine métacrylique du type 1370
35 de Degussa.
Le moule est avantageusement enduit préalable-
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ment d'une précouche constituée par une résine du type 1000 de Degussa qui est destinée à former la couche superficielle de protection de l'ardoise.
Le procédé de la présente invention permet de fabriquer des ardoises de toutes formes, à savoir de forme classique et de forme particulière, ainsi qu'il sera décrit ci-après.
Suivant un autre aspect, la présente invention fournit une ardoise caractérisée en ce qu'elle présente une première surface affectant globalement la forme d'un rectangle, jointe à la base d'une deuxième surface affectant globalement la forme d'un triangle, ladite ardoise comportant, sur au moins une de ses faces, à l'endroit du recouvrement par d'autres ardoises après la pose, un élément en saillie destiné à l'appui de ces autres ardoises.
Ces ardoises peuvent présenter notamment des nervures et saillies sur l'une des faces seulement, auquel cas elles peuvent être produites par simple moulage.
Dans certains cas particuliers, il peut être avantageux de prévoir sur une face de l'ardoise des saillies, par exemple des nervures destinées à s'emboîter dans des évidements correspondants sur l'autre face d'une deuxième ardoise voisine recouvrant la première. Dans un tel cas, le recours à une presse de moulage peut s'avérer nécessaire.
Pour des raisons de clarté, la Demanderesse entend, par "ardoise" et "ardoise naturelle", respectivement, l'imitation d'ardoise suivant la présente invention et l'ardoise naturelle classique utilisée pour le revêtement de toitures ou de constructions plus ou moins verticales et obtenue par clivage de produits naturels de natureschisteuse.
L'utilisation d'une matière synthétique selon l'invention permet, en utilisant un moule, d'obtenir des ardoises particulières, comme celles mentionnées
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ci-dessus.
Avantageusement, la matière synthétique utilisée consiste en un mélange de résine synthétique additionnée d'un système catalytique adéquat et de déchets d'ardoise broyés.
La présente invention n'est évidement pas limitée à la matière synthétique susmentionnée ; on peut également utilisertoute autre matière moulable et durcissable judicieusement choisie permettant d'obtenir une imitation d'ardoises naturelles, comme par exemple une résine additionnée de pigments adéquats.
Suivant un mode d'execution particulièrement avantageux, le mélange présente un rapport charqe/résine plus durcisseur d'environ 5. La charge constituée principalement de déchets d'ardoise broyés peut éventuellement contenir jusqu'à 25 % de craie suivant la qualité de résine utilisée, la qualité des déchets d'ardoise naturelle utilisés et suivant les caractéristiques de pâte et de produit fini désirées.
Suivant un mode d'exécution préféré de l'ardoise selon la présente invention, l'élément en saillie est symétrique par rapport à un axe de symétrie centré sur l'ardoise, recouvre partiellement la surface dudit triangle en formant une rainure au centre, selon l'axe de symétrie, et s'étend partiellement sur ladite première surface.
Selon une première forme d'exécution de l'ardoise suivant l'invention, le côté de la première surface rectangulaire, qui est substantiellement parallèle à la base du triangle formant la deuxième surface, présente une dimension analogue aux ardoises naturelles, de préférence de l'ordre de 20 cm.
Suivant une autre forme d'exécution de l'ardoise suivant l'invention, le côté de la première surface rectangulaire qui est substantiellement parallèle à la base du triangle formant la deuxième surface, présente
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une dimension qui est un multiple de la dimension correspondante des ardoises classiques, les différentes unités étant séparées par une rainure pratiquée dans ladite première surface.
Ces ardoises peuvent avantageusement comporter des perforations aux endroits adéquats destinées à les clouer sur la toiture, lesdites perforations étant recouvertes par les ardoises voisines en chevauchement après la pose.
Les formes d'exécution des ardoises suivant la présente invention présentent de nombreux avantages, qui rendent le revêtement de grandes surfaces plus rapide et économique.
L'utilisation de matières synthétiques moulables permet de former des éléments en saillie servant d'appui pour les ardoises les recouvrant partiellement.
En donnant une forme particulière à ces éléments en saillie (non visibles après la pose), on parvient à réduire la surface de contact des ardoises afin d'éviter la remontée de l'eau par capillarité. La rainure obtenue suivant l'axe de l'ardoise draine l'eau vers le bas de la surface revêtue, telle qu'une toiture par exemple.
De préférence, la rainure formée d'un élément en saillie est obturée de la pointe de la deuxième surface triangulaire afin d'éviter la remontée de l'eau par cette voie.
Le renforcement de l'ardoise, réalisée par l'élément en saillie, constitue une armature de soutien de l'ardoise et c'est dans ces parties que l'on peut prévoir les perforations destinées au passage des clous. Ce renforcement permet également de réduire l'épaissuer des ardoises et donc leur poids ainsi que la matière utilisée à leur fabrication.
L'effet du poids étant encore renforcé par l'utilisation de matières synthétiques plus légères, on peut donc envisager des constructions de charpente et structures de bâtiment plus légères.
La présente invention sera décrite plus en détail référence aux figures annexées, dans lesquelles
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- la figure 1 représente un premier mode d'exécution de l'ardoise suivant l'invention, et - la figure 2 représente un deuxième mode d'exécution de l'invention.
Les exemples qui suivent et qui se réfèrent aux figures précitées ne sont évidemment donnés qu'à titre d'illustration et ne limitent donc absolument pas la portée de l'invention.
Des déchets d'ardoise sont concassés dans un concasseur à cône et puis broyés dans des broyeurs à boulets.
Les déchets broyés sont séparés selon leur granulométrie au moyen de séparateurs à tamis. Des tamis à 16,28, 35,48, 65, loo et 200 mesh, par exemple, sont utilisées pour cette séparation. "16 mesh" signifie qu'il y a 16 mailles ou ouvertures par pouce linéaire.
Les particules ainsi séparées sont stockées dans des silos respectivement pour les tamis indiqués ci-dessus. Un silo supplémentaire contient du sable dont les particules présentent un diamètre d'environ 150 um.
Un autre silo, enfin, contient de la craie à l'état farineux dont les particules présentent une dimension de particules d'environ quelques dizaines de pm.
On réalise ensuite dans un malaxeur à sec, un mélange des différentes charges solides et d'un durcisseur.
Ensuite cette charge solide est stockée dans un silo, lui-même soutiré vers un malaxeur humide, où est ajouté la quantité proportionnellement correspondante de resine. Les quantités sont indiquées dans le tableau suivant :
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<tb>
<tb> MATIERE <SEP> DIMENSION <SEP> EN <SEP> PARTICULES <SEP> % <SEP> EN <SEP> POIDS
<tb> déchets <SEP> 16 <SEP> à <SEP> 28 <SEP> mesh <SEP> 21 <SEP> %
<tb> d'ar-28 <SEP> à <SEP> 35 <SEP> mesh <SEP> 11 <SEP> %
<tb> doises <SEP> 35 <SEP> à <SEP> 48 <SEP> mesh <SEP> lo <SEP> % <SEP> 100 <SEP> % <SEP> de <SEP>
<tb> 48 <SEP> à <SEP> 65 <SEP> mesh <SEP> 9 <SEP> % <SEP> charge <SEP>
<tb> 65 <SEP> à <SEP> 100 <SEP> mesh <SEP> 7 <SEP> % <SEP> solide
<tb> 100 <SEP> à <SEP> 200 <SEP> mesh <SEP> 12 <SEP> %
<tb> sable <SEP> 8 <SEP> % <SEP>
<tb> craie <SEP> 22 <SEP> %/
<tb> durciseur
<SEP> 3 <SEP> % <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> solide
<tb> résine <SEP> 17,5 <SEP> % <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> solide
<tb>
On utilise avantageusement du sable, puisqu'il est constitué de particules spériques assurant une meilleure fluidité et par conséquent une meilleure répartition.
La craie est avantageusement utilisée pour assurer le remplissage et l'enrobage étant donné la finesse des particules. L'adjonction de craie influence cependant également la teneur en résine, étant donné qu'elle réduit l'influence nocive des matières graphiteuses inclues dans les fines d'ardoises naturelles. La craie peut évidemment être remplacée par toute autre charge assurant les mêmes propriétés.
On utilise, de préférence, le durcisseur du type HK commercialisé par Degussa et une résine métacrylique du type 1370, également commercialisée par Degussa.
La pâte ainsi formée après malaxage est immédiatement dosée et introduite dans un moule chauffé à 40 C. Cette température de 40 C est maintenue au moyen d'un courant d'air puisé et aussi grâce à la réaction exothermique qui se produit lors de la prise de la resine.
Après avoir introduit la pâte dans le moule, celui-ci, est entraîné en vibration pendant environ 2 minutes afin de réarranger les grains et chasser l'air inclu.
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On égalise simultanément la surface au moyen d'un racleur par exemple. Si nécessaire on applique également une pression adéquate au moyen d'une presse afin d'obtenir des formes moulées plus compliquées. Lorsque la mesure de la température permet de conclure que la réaction exothermique est terminée (après environ 20 minutes) le produit obtenu peut être démoulé.
Le moule-est ensuite nettoyé au moyen d'un jet d'air comprimé puis séché. Ce sèchage est favorisé par la température de 400C du moule.
Le cycle recommence par l'application d'un séparateur au fond du moule suivi d'une précouche constituée par une résine type looo de Degussa. Cette précouche est destinée à former la couche superficielle de protection de l'ardoise. Le cycle d'un moule dure environ 35 à 40 minutes.
Selon la forme du moule utilisé on peut évidemment produire des ardoises de forme quelconque telle que la forme classique.
Suivant un autre mode d'exécution de l'invention on peut fabriquer des ardoises ayant la forme globale représentée en perspective à la figure 1. Dans ce cas, on distingue deux formes géométriques constituant l'ardoise qui portent le repère général 1.
Une première forme géométrique plane est constituée par ladite première surface rectangulaire 2 jointe à la base d'une deuxième surface 3 essentiellement triangulaire.
L'ardoise comporte également un élément en saillie 4 formant une rainure 5 suivant l'axe de l'ardoise ladite rainure 5 étant obturée dans la pointe du triangle. Ledit élément en saillie 4 constitue une surface d'appui réduite pour des autres ardoises disposoesen quinquonce et la recouvrant partiellement et s'étend légèrement sur la surface rectangulaire. Cette forme avantageuse des éléments en saillie évite la remontée de l'eau par capillarité et constitue un renfort de l'ardoise permettant d'alléger son poids en réduisant l'épaisseur 6 jusqu'à 3,5 mm. La perforation 7 destinée à recevoir un clou par exemple est avantageusement disposée dans la pointe de la surface triangulaire et ce même dans la partie renforcée pré-
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sentant une épaisseur d'environ 4, 2 mm.
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Selon l'état de surface du moule l'ardoise peut présenter une surface plus ou moins rugueuse imitant le mieux possible l'ardoise naturelle. De manière analogue les arrêtes peuvent être coupées ou chanfreinées et les coins peuvent être arrondis.
Les traits interrompus 8 montrent une autre ardoise posée.
La figure 2 montre à échelle réduite un autre mode d'exécution de la présente invention. Dans ce cas la surface rectangulaire 2 est constituée de plusieurs unités 11, 12,13 séparées l'une de l'autre par une rainure 14 imitant le joint entre deux ardoises de dimensions habituelles. La surface triangulaire 3 et l'élément en saillie 4 présentent globalement la même forme que dans le cas précédent en tenant toutefois compte de la différence des dimensions. En outre l'élément en saillie comporte dans sa partie s'étendant sur la surface rectangulaire de chaque côté de l'axe de symétrie de l'ardoise, un trou (15) permettant une fixation supplémentaire.
Il faut noter que l'invention n'est pas liée aux formes d'ardoise décrites et que toute autre forme d'élément en saillie donnant les mêmes avantages tombent sous la portée de la présente de la présente invention.