Procédé de fabrication d'articles en matières fusibles à aspect vitreux et article obtenu par ce procédé. La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'articles couvrant une surface relativement étendue, telles que des plaques, des carreaux, des dalles ou analogues de forme plane ou courbe, pouvant servir à des revêtements de murs ou autres applica tions à partir de matières fusibles, de préfé rence telles qu'utilisées jusqu'ici pour la fabri cation de verres, de glaçures, d'émaux ou analogues, comportant essentiellement des si licates, des phosphates, des borates, de l'alu mine, ainsi que les oxydes des métaux alcalins, alcalino-terreux et terreux.
Dans les procédés connus de préparation de verres, glaçures ou émaux, la composition du verre contenant les éléments devant être fondus ensemble est tout d'abord amenée à la température de fusion et au-dessus; on conti nue à chauffer la masse fondue jusqu'à sa clarification, c'est-à-dire jusqu'à la dispari tion des particules non fondues, jusqu'à l'ex- pulsion de l'air ocelus, etc. et la masse fondue est ensuite roulée dans un moule approprié. Tout ceci nécessite une forte dépense de cha leur.
Par contre, le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que l'on dispose sur un support formant moule, gardant sa forme pen dant la cuisson, une masse servant de couche de séparation, et ensuite une masse propre à former par cuisson un corps d'aspect vitreux, on chauffe le tout à la température de cuisson de cette dernière masse et on sépare après so lidification le corps formé, les conditions étant telles que cette séparation puisse avoir lieu sans fissuration, et qu'une fraction au moins de la masse de séparation interposée entre le support formant moule et la masse du corps de consistance vitreuse adhère à la surface ar rière du corps formé.
On peut ainsi obtenir des corps ayant en quelque sorte l'aspect du verre, présentant des qualités tout particulièrement précieuses et pouvant servir à des revêtements de murs ou des applications analogues.
L'invention se rapporte également à l'ar ticle obtenu par le procédé précité, qui est ca ractérisé en ce que sa surface extérieure pré sente un aspect vitreux, tandis que son autre face est rugueuse.
D'autre part, les produits céramiques tels que des plaques en faïence ou analogues uti lisés jusqu'ici pour les revêtements apparents présentent tous l'inconvénient d'être relative ment lourds en raison de leur épaisseur. En outre, on ne connaît pratiquement aucune gla çure pour des produits en faïence qui ne se craquèle pas après un certain temps sous l'in fluence des tensions existantes entre la pâte et la glaçure, ce qui affecte aussi bien l'aspect extérieur de la plaque que sa qualité.
De plus, la fabrication par voie céramique de pièces courbes ou en équerre ou d'autres pièces ayant une forme spéciale présente des difficultés particulières. Au surplus, il est à remarquer que les dimensions de tous les produits obte nus par voie céramique sont jusqu'ici très li mitées et que, par exemple, la fabrication de plaques à grande surface est aussi difficile que coûteuse.
Pour cette raison, on a tendance depuis longtemps à remplacer les plaques murales céramiques par des plaques en verre obtenues suivant les méthodes connues en soi dans l'in dustrie du verre en tables. De telles plaques pouvant présenter des dimensions plus gran des et n'étant pas soumises au danger des cra quelures sont cependant sensiblement plus coûteuses. D'autre part, leur utilisation pour le revêtement des surfaces apparentes présente l'inconvénient résidant en ce qu'il est très dif ficile de les fixer, car les mortiers et les ci ments adhèrent généralement mal à la surface du verre.
Enfin, les procédés connus de fabrication de plaques murales par voie céramique et ver rerie sont longs et nécessitent des installations aussi étendues que coûteuses.
On voit que la présente invention remédie à ces inconvénients et réunit les avantages de la fabrication céramique avec les qualités fa vorables des surfaces des verres. Les installa tions nécessaires à la mise en oeuvre du pro cédé peuvent être simples et relativement peu coûteuses.
Ce procédé peut être réalisé, par exemple. comme suit: On moule d'abord au moyen d'une composition de matières céramiques ou autre un support dont la surface destinée à re cevoir la couche de ladite masse, présente la forme servant de modèle au corps en verre ou analogue à fabriquer, tel qu'un carreau, une plaque, une dalle, etc. pouvant être plane, in curvée ou autre. Le support ainsi constitué est ensuite cuit à une température choisie en fonction de la composition des matières qui le constituent; cette température est pratique ment de 600 à 1650 C.
De préférence, la tem pérature de cette cuisson doit être supérieure à, la température maxima nécessaire pour faire fondre la couche de glaçure appliquée par la suite sur ce support.
Le support servant à recevoir la couche fusible courbe ou plane est éventuellement rectifié mécaniquement avant ou après la cuisson, pour présenter exactement la forme voulue destinée comme modèle pour la plaque ou analogue à fabriquer.
Ensuite on applique sur cette surface du support servant de base une masse servant de couche de séparation. Cette masse est consti tuée, suivant un mode de réalisation, par des matières inorganiques, granuleuses et n'étant pas attaquées au cours de la cuisson suivante de la masse à vitrifier. Pour préparer cette couche de séparation, on peut utiliser des com posés inorganiques les plus divers tels que le quartz moulu, oxyde de calcium, oxyde de magnésium, hydrate d'alumine, alumine, silli- manite, zircon ou autres.
Il est important que les composants de couche de séparation ne forment pratique ment aucune combinaison au cours de la cuisson de fusion avec les corps du support et qu'ils ne se soudent pas avec sa surface par fusion ou fritage.
Sur cette couche intermédiaire servant de séparation, on dispose d'une _façon générale- ment uniforme la composition des matières choisies pour former la masse destinée à la fu sion. Cette composition peut être employée soit sous forme pulvérulente, soit sous forme d'une suspension dans un liquide approprié. L'ensemble est ensuite cuit de la façon habi tuelle.
Les températures maxima de cette cuisson dépendent de la composition choisie des verres, glaçures, vernis, émaux, etc. Etant donné que l'on a la possibilité de choisir à vo lonté la composition du support et de la cou che de séparation, il devient possible, grâce à la présente invention, de fabriquer par fu sion ou par cuisson d'après des procédés céra miques, des articles s'étendant principale ment suivant deux dimensions constitués par tous les verres, glaçures, émaux, etc. connus.
La couche de fusion (verre, glaçure, émail, etc.) se détache du support après ou au cours de la cuisson sans difficulté en une seule pièce et sans fissures. On obtient des corps à surfaces planes, courbes ou analogues, s'éten dant principalement suivant deux dimensions constituées en substance par une masse de con sistance vitreuse et présentant une surface ex térieure parfaitement lisse ou éventuellement une surface désirée mate, tandis que leur sur face inférieure présente un aspect uniformé ment rugueux par suite de l'adhésion d'une fraction réglable plus ou moins importante de la couche intermédiaire ou de séparation, de telle sorte que ces corps peuvent être facile ment réunis à d'autres corps par collage ou analogue.
Le support servant à déterminer la forme du corps fabriqué peut, après séparation de la couche de fusion, être immédiatement utilisé à, nouveau pour la confection d'autres corps en matière vitreuse ou analogue présentant les mêmes dimensions. Cette opération peut être répétée très fréquemment; on peut dire, à titre d'exemple, que les supports céramiques résis tent à environ 200 cuissons de vernis. Ainsi une quantité relativement faible de tels sup ports servant à la détermination de la forme du corps fabriqué suffit au cours de la fabri cation, ce qui rend le procédé extrêmement peu coûteux en comparaison avec la fabrica tion céramique utilisée jusqu'ici.
Dans le procédé de fabrication conforme à l'invention, la détermination de la forme et des dimensions des corps en matière vitreuse ou analogue ne sont limitées que par les di mensions et la forme des supports, c'est-à-dire d'une façon relativement faible. Comme la forme des supports peut être déterminée avec exactitude éventuellement par un finissage, on obtient toujours une exactitude pratique ment parfaite de la forme des corps fabriqués. Malgré cela, on peut préparer les pièces vou lues ayant une épaisseur aussi faible que l'on désire, ce qui est fréquemment recherché, mais pas toujours possible dans la fabrication céra mique connue.
L'épaisseur obtenue peut être très faible: on peut obtenir facilement des épaisseurs de quelques fractions de mm. L'épaisseur est gé néralement inférieure à 5 mm environ, et dans la plupart des cas, ne dépasse pas 2 à â mm.
La couche de glaçure obtenue suivant la forme du support se détache du support sans fissures et en une seule pièce ou bien en plu sieurs parties de dimensions déterminées à l'a vance dans le cas où le support est lui-même divisé en plusieurs parties. La séparation en tre la couche de verre et le support après la cuisson du vernis peut encore être favorisée en choisissant la composition de la masse de fu sion et du support suivant des procédés con nus en soi d'une façon telle que le corps vi treux formé et le support présentent des coef ficients de dilatation thermique différents.
Par un choix approprié de la composition de la couche intermédiaire ou de séparation, par rapport à la composition des verres, il est possible d'obtenir que la couche vitreuse en se séparant du support, se détache également de la couche de séparation ou qu'une fraction importante de la couche de séparation conti nue à adhérer à la masse de consistance vi treuse, de telle sorte que la séparation propre ment dite ait lieu dans le plan de contact en tre la partie inférieure de la couche de sépa ration et la partie supérieure du support.
Suivant un autre mode de réalisation, on peut aussi choisir au lieu de cette couche de séparation formée par une masse réfractaire et granuleuse, une couche en partie agglomérée et plus épaisse, c'est-à-dire un engobe. La composition de cet engobe est choisie suivant la température de cuisson employée, et elle est constituée par des matières inorganiques qui s'agglomèrent au cours de la cuisson, sans toutefois fondre complètement.
Cette couche d'engobe est solidaire, après cuisson, de la gla çure et forme avec cette dernière un corps cé ramique tel qu'une plaque par exemple, dont l'épaisseur est très faible par rapport à ses di mensions superficielles. Dans ce cas, bien que cet engobe puisse être composé de façon à se détacher du support après cuisson, il est pré férable, afin de faciliter la séparation, de dis poser entre une telle couche d'engobe propre ment dite et le support une couche de sépara tion particulière du type décrit plus haut.
Il est encore à remarquer que le support peut aussi être fabriqué en un métal résistant à la température maxima de la cuisson de ver nis. Dans ce cas également, on dispose une couche de séparation entre le support et la masse du corps de consistance vitreuse.
Bien entendu, la masse de fusion disposée sur les supports est choisie selon les méthodes bien connues en céramique d'une façon telle qu'elle ne coule pas, au cours de la cuisson, de la surface extérieure du support servant à la détermination de la forme des articles fabri qués, mais qu'elle adhère à cette surface sous forme pâteuse. Ceci est d'une importance toute particulière lorsque cette surface extérieure ou les articles à fabriquer présentent une forme courbe ou anguleuse ou sinueuse.
Etant donné que les articles fabriqués con formément à l'invention constitués en sub stance par la masse de fusion et les parties adhérentes de la couche de séparation ou par la masse de fusion, une couche d'engobe inter posée et les parties adhérentes de la couche de sépaxation, sont en général très minces, il peut être utile afin de rendre sûr et de simpli fier le transport ou l'utilisation de telles pla ques, de les renforcer par l'apport d'une cou che de mastique, de ciment, de mortier ou analogues, de la façon habituelle ainsi que par pulvérisation ou par arrosage.
Ci-après, on donnera quelques exemples de compositions et de températures d'opération, pouvant intervenir au cours de la mise en pra tique du procédé suivant l'invention, montrant I e nombre extrêmement grand de variations possibles.
<I>I. Compositions et températures de</I> cuisson <I>des supports.</I>
1. Argile broyée à sec et tamisée pro venant de Sassuolo (Italie). Température de cuisson envi ron 950 C.
2. Argile flottée provenant de Velten près Berlin. Température de cuisson environ 950 C.
3. Argile provenant de Wildstein contenant 38-40% Al_03 . . 30 Sillimanite cuite, broyée . . . . 70 Température de cuisson 1280 à <B>1300</B> 0 C.
4. Argile provenant de Wildstein contenant 36-40 % Alz03. . . 20 Oxyde d'aluminium (anhydride) .<B>80%</B> Température de cuisson 1350 à 1500 C.
5. Fireclay provenant de Stourbridge (Angleterre) . . . . . . . .<B>70%</B> Fireclay cuit provenant de Stour- bridge (Angleterre) . . . . . 30% Température de cuisson 1280 à 1300 C.
6. Scotch Fireclay . . . . . . . 40% Scotch Fireclay-Grog . . . . .<B>60%</B> Température de cuisson<B>1300</B> à . <B>1350</B> C.
7. Substance argileuse . . . . . . 42' Quartz . . . . . . . . . . . 50 Feldspath . . . . . . . . . . 8 Température de cuisson 1200 à 1250 C.
II.<I>Composition des couches de séparation</I> <I>et d'engobe.</I>
1. Kaolin de Zettlitz . . . . . . . 15 Oxyde d'aluminium . . . . . . 85 2. Kaolin Kamig "0000" . . . . .<B>33,3%</B> Hydrate d'aluminium . . . . .<B>66,7%</B> 3. Kaolin de Floride . . . . . . . 18 Sillimanite des Indes . . . . . . 22 Alumine . . . . . . . . . . .<B>60%</B> 4. English China Clay (St-Austell) 30% Oxyde de magnésium (fondu, fi nement broyé) . . . . . . .<B>70%</B> 5. English Ball Clay (Dorset) . . . 20% Dolomie . . . . . . . . . . . 80 6. Bentonite . . . . . . . . . .<B>1,5%</B> Oxyde d'aluminium . . . . .
. 98,5 III.<I>Compositions et</I> températures <I>de</I> cuisson pour <I>verre,</I> glaçure, <I>vernis,</I> émaux <I>et</I> analogues.
EMI0005.0015
1. <SEP> Pour <SEP> 900 <SEP> à <SEP> <B>920'</B> <SEP> C:
<tb> 0,50 <SEP> Pb0 <SEP> Û,50 <SEP> S102
<tb> 0,<B>1</B>0 <SEP> BaO <SEP> 0 <SEP> 23 <SEP> A1203 <SEP> 0,40 <SEP> Sn02
<tb> 0,15 <SEP> (Ca, <SEP> Mg) <SEP> 0 <SEP> 0,22 <SEP> B203
<tb> 0,25 <SEP> (K, <SEP> Na) <SEP> 0 <SEP> J
<tb> \?. <SEP> Pour <SEP> 900 <SEP> à <SEP> 920 <SEP> <SEP> C:
<tb> 0,40 <SEP> Pb0
<tb> 0,10 <SEP> BaO <SEP> <B>093</B> <SEP> A1203
<tb> 3,50 <SEP> Si02
<tb> 0,25 <SEP> (Ca, <SEP> <B>mg)</B> <SEP> 0 <SEP> 0,22 <SEP> B203
<tb> 0,25 <SEP> (K, <SEP> Na) <SEP> 0
<tb> 3. <SEP> Pour <SEP> 900 <SEP> à <SEP> 1000 <SEP> <SEP> C:
<tb> 0,40 <SEP> Pb0 <SEP> 3,0 <SEP> SiO2
<tb> 0,25 <SEP> Mgo <SEP> 10,30 <SEP> A1203 <SEP> 0,5 <SEP> TiO2
<tb> 0,10 <SEP> BaO <SEP> 0,4 <SEP> Sn02
<tb> 0,25 <SEP> (K, <SEP> Na) <SEP> 0 <SEP> J
<tb> 0,4 <SEP> B203
<tb> 4. <SEP> Pour <SEP> 1040 <SEP> à <SEP> <B>1060'</B> <SEP> C:
<tb> 0,25 <SEP> Ba0 <SEP> 4,00 <SEP> SiO2
<tb> 0,45 <SEP> (Ca, <SEP> Mg) <SEP> 0 <SEP> 0,20 <SEP> A1203
<tb> 0,30 <SEP> (K, <SEP> Na) <SEP> 0 <SEP> J <SEP> 0,10 <SEP> B203
<tb> 5. <SEP> Pour <SEP> 1230 <SEP> à <SEP> 1280 <SEP> <SEP> C:
<tb> <B>0</B>,<B>1 <SEP> MgO</B>
<tb> 0,7 <SEP> Ca0 <SEP> 0,4 <SEP> A1203 <SEP> 3,5 <SEP> Sio2
<tb> 0,2 <SEP> K20) <SEP> I
<tb> 6. <SEP> Pour <SEP> <B>1</B>280 <SEP> à <SEP> <B>1320'</B> <SEP> C:
<tb> 0,5 <SEP> K20 <SEP> 1 <SEP> <B>0,5</B> <SEP> A1203 <SEP> 1 <SEP> 3,6 <SEP> SiO2
<tb> 0,5, <SEP> <B>MgO</B> <SEP> 7. <SEP> Pour <SEP> 1400 <SEP> à <SEP> 1420 <SEP> <SEP> C:
<tb> 0.7 <SEP> CaO <SEP> 0,8 <SEP> A4203 <SEP> 7,0 <SEP> Si02
<tb> 0,2 <SEP> K20
EMI0005.0016
8. <SEP> Pour <SEP> 1450 <SEP> à <SEP> <B>1500'</B> <SEP> C:
<tb> 0,8 <SEP> CaO <SEP> 1,2 <SEP> A1203 <SEP> 10.0 <SEP> Si02
<tb> 0,2 <SEP> K20
<tb> i Les exemples des compositions de base pour verres, glaçures, vernis, émaux, etc., in diqués ci-dessus peuvent naturellement être cômplétés d'une façon ordinaire par des addi tions connues en soi de matières colorantes, afin d'obtenir les colorations désirées.