EP1009722B1 - Procede de fabrication de tuiles a emboitement - Google Patents

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EP1009722B1
EP1009722B1 EP98910788A EP98910788A EP1009722B1 EP 1009722 B1 EP1009722 B1 EP 1009722B1 EP 98910788 A EP98910788 A EP 98910788A EP 98910788 A EP98910788 A EP 98910788A EP 1009722 B1 EP1009722 B1 EP 1009722B1
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EP
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granules
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slip
tiles
deflocculant
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Jean-Pierre Ferragut
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IND REGIONALE BATIMENT
L'INDUSTRIELLE REGIONALE DU BATIMENT
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/004—Devices for shaping artificial aggregates from ceramic mixtures or from mixtures containing hydraulic binder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor

Definitions

  • the subject of the present invention is a method of manufacturing interlocking tiles.
  • a first drawback of this traditional technique is in the importance of the installations to be implemented, especially for drying the tiles before they are cooked and for cost of energy to achieve such drying.
  • Other problems significant encountered on current installations result from variations humidity, dry inclusions, poor positioning of the wafer during pressing and / or irregular flushing of the clay during pressing, defects caused by the molds and especially a non-shrinking homogeneous and stresses during drying which cause cracks or deformation of the product.
  • the object of the invention is to provide a method for manufacturing interlocking tiles that do not require a drying phase, while allowing obtaining a tile which has the characteristics essentials, including good waterproofing and good ingenuity, without specific further treatment.
  • This process has the primary advantage of limiting the importance the tile manufacturing facility, as far as one can eliminate the drying phase of these. However, it is possible preheat before cooking to lower the rate humidity, if it is too high.
  • dry shaping allows better respect of the dimensions of the tiles, and a better surface condition than forming in plastic paste. Indeed, there does not exist, in a tile obtained by the process according to the invention the shrinkage phenomena that are known during the drying of the tiles obtained by the traditional process.
  • the process according to the invention is advantageous, since the drying phase is removed, it allows significant energy savings.
  • this process consists in preparing a slip with 0.2 to 1% by mass of deflocculant, the deflocculant being, by example, sodium pyrophosphate.
  • the granulation is obtained by atomization of the slip which is sent into a cylinder where hot air circulates, which dries instantly slip droplets, which become particles spherical in different sizes, depending on the size and shape of the nozzles projecting the slip, as well as according to the power of the jet.
  • the humidity is temperature controlled.
  • Granules of spherical shape are thus obtained, located in a range of grain sizes, with a moist heart surrounded by a dry shell, advantageous structure because allowing, during pressing, a good distribution in the mold.
  • the humidity of the granules obtained is controlled by temperature and is less than 10% and preferably of around 8%.
  • the powder formed by the granules is pressed in a two-cavity mold, which can have several moving parts, the relative to each other, in order to achieve thickness differences, curves, ribs, baffles, as is the case for tiles obtained by the traditional technique, while allowing ensure uniform pressure at all points in the mass of granules pressed during molding.
  • the mold filler shoe may also have a preform.
  • this manufacturing process which includes very specific phases of implementation, allows to obtain by dry pressing, tiles having good mechanical characteristics, as well as good impermeability and good ingenuity.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
  • Finishing Walls (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de tuiles à emboítement.
Actuellement, la fabrication des tuiles est réalisée par préparation d'une pâte à base d'argile ayant un taux d'humidité de l'ordre de 20%. Cette pâte est filée, puis pressée en pâte plastique, permettant l'obtention d'une tuile qui est tout d'abord séchée avant cuisson.
Un premier inconvénient de cette technique traditionnelle réside dans l'importance des installations devant être mises en oeuvre, notamment pour réaliser le séchage des tuiles avant leur cuisson et du coût de l'énergie pour réaliser un tel séchage. D'autres problèmes importants rencontrés sur les installations actuelles résultent des variations d'humidité, des inclusions sèches, d'un mauvais positionnement de la galette lors du pressage et/ou d'une chasse irrégulière de l'argile lors du pressage, des défauts provoqués par les moules et surtout d'un retrait non homogène et des contraintes au cours du séchage qui entraínent des fissures ou des déformations du produit. Ces différents problèmes conduisent à un taux de déchets relativement importants, qui abaissent la rentabilité de l'exploitation.
Il est connu de réaliser des éléments de carrelage, des articles de vaisselle, ou des éléments réfractaires, par pressage d'une poudre relativement sèche, permettant une cuisson des articles sans sèchage préalable. Toutefois, ces produits ne possèdent pas les caractéristiques physiques essentielles aux tuiles qui sont entre autres, l'imperméabilité et l' ingélivité, sans un traitement de surface complémentaire.
Le but de l'invention est de fournir un procédé de fabrication de tuiles à emboítement ne nécessitant pas de phase de séchage, tout en permettant l'obtention d'une tuile qui possède les caractéristiques essentielles requises, notamment une bonne imperméabilité et une bonne ingélivité, sans traitement ultérieur spécifique.
A cet effet, le procédé qu'elle concerne, consiste :
  • à broyer l'argile sous forme de particules d'un diamètre au plus égal à 70 µm,
  • à préparer une barbotine par addition d'eau et d'un défloculant,
  • à réaliser l'atomisation de la barbotine pour obtenir des granules sphériques dont l'humidité est comprise entre 0,5 et 10%,
  • et à réaliser le pressage des granules à l'intérieur d'un moule sous une pression supérieure à 300 kg/cm2 (1 kg/cm2 = 101 300 Pa).
Avantageusement, la pression de pressage des granules est comprise entre 300 et 600 kg/cm2 (1 kg/cm2 = 101 300 Pa).
Ce procédé présente le premier intérêt de limiter l'importance de l'installation de fabrication de tuiles, dans la mesure où l'on peut supprimer la phase de séchage de celles-ci. Il est toutefois possible d'effectuer avant la cuisson, un préchauffage pour abaisser le taux d'humidité, si celui-ci est trop élevé.
En outre, la mise en forme par voie sèche permet un meilleur respect des cotes des tuiles, et un meilleur état de surface que le formage en pâte plastique. En effet, il n'existe pas, dans une tuile obtenue par le procédé selon l'invention les phénomènes de retrait que l'on connaít lors du séchage des tuiles obtenu par le procédé traditionnel.
Enfin, d'un point de vue économique le procédé selon l'invention est avantageux, dans la mesure où la phase de séchage étant supprimée, il permet de réaliser d'importantes économies d'énergie.
Suivant une caractéristique, ce procédé consite à préparer une barbotine avec 0,2 à 1% en masse de défloculant, le défloculant étant, par exemple, du pyrophosphate de soude.
La granulation est obtenue par atomisation de la barbotine qui est envoyée dans un cylindre où circule de l'air chaud, qui sèche instantanément les goutelettes de barbotine, qui deviennent des particules sphériques de tailles différentes, suivant la taille et la forme des buses projettant la barbotine, ainsi que suivant la puissance du jet. L'humidité est contrôlée par la température.
On obtient ainsi des granules de forme sphérique, situées dans un éventail de granulométrie, possédant un coeur humide entouré d'une coque sèche, structure avantageuse car permettant, lors du pressage, une bonne répartition dans le moule.
Avantageusement, l'humidité des granules obtenues est contrôlée par la température et est inférieure à 10 % et de préférence de l'ordre de 8 %.
Suivant une possibilité, consiste à mettre en oeuvre une argile de type illitique.
La poudre constituée par les granules est pressée dans un moule à deux empreintes, qui peut posséder plusieurs parties mobiles, les unes par rapport aux autres, afin de réaliser des différences d'épaisseur, des galbes, des nervures, des chicanes, comme tel est le cas pour des tuiles obtenues par la technique traditionnelle, tout en permettant d'assurer une pression uniforme en tous les points de la masse de granules pressées lors du moulage.
Le sabot de remplissage du moule peut également avoir une préforme.
Comme il ressort de ce qui précède, ce procédé de fabrication, qui comporte des phases très spécifiques de mise en oeuvre, permet d'obtenir par pressage à sec, des tuiles possédant de bonnes caractéristiques mécaniques, ainsi qu'une bonne imperméabilité et une bonne ingélivité.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au seul mode de mise en oeuvre de ce procédé décrit ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de mise en oeuvre. C'est ainsi notamment que la nature du défloculant pourrait être différente ou que l'argile mise en oeuvre pourrait être autre qu'une argile illitique, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention.

Claims (8)

  1. Procédé de fabrication de tuiles à emboítement, caractérisé en ce qu'il consiste :
    à broyer l'argile sous forme de particules d'un diamètre au plus égal à 70 µm,
    à préparer une barbotine par addition d'eau et d'un défloculant,
    à réaliser l'atomisation de la barbotine pour obtenir des granules sphériques dont l'humidité est comprise entre 0,5 et 10%,
    et à réaliser le pressage des granules à l'intérieur d'un moule sous une pression supérieure à 300 kg/cm2 (1 kg/cm2 = 101 300 Pa).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression de pressage des granules est comprise entre 300 et 600 kg/cm2 (1 kg/cm2 = 101 300 Pa).
  3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à préparer une barbotine avec 0,2 à 1% en masse de déflocutant.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le défloculant est du pyrophosphate de soude.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'humidité des granules obtenues est contrôlée par la température et est inférieure à 10 %.
  6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'humidité des granules est de l'ordre de 8 %.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en oeuvre une argile de type illitique.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser le moulage des tuiles dans un moule comportant des pièces mobiles, pour assurer une pression uniforme en tous les points de la masse de granules pressées lors du moulage.
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