AT394550B

AT394550B - Verfahren zur oberflaechenveredelung von steinmaterial sowie lack zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: AT394550B
Application number: AT219489A
Authority: AT
Original assignee: Stiglitz Ernst Raimund
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1992-04-27
Also published as: ATA219489A; DE4124359A1

Description

AT 394 550 B

Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenveredelung von Steinplatten, insbesondere von Marmor-Fußbodenplatten, sowie einen Lack zur Durchführung dieses Verfahrens.

Platten aus natürlich verkommendem Gestein, insbesondere aus Marmor, werden seit Jahrtausenden vor allem in den südlichen Ländern Europas und in anderen wärmeren Zonen als Baustoff verwendet. Aus Preisgründen werden auch aus Gesteinbruch hergestellte Kunststeinplatten verwendet.

In den gemäßigten Klimazonen, wo die Winter wesentlich kälter sind, kann sich dieses Material vor allem im Bodenbereich nur schwer durchsetzen, da die Steinplatten, insbesondere im geschliffenen bzw. polierten Zustand, bei Berührung ein häufig als unangenehm empfundenes Kältegefühl hervorrufen. Dies gilt in besonderem Maße für Kalksteinplatten, wie Kehlheimer Platten und Marmor, da das kristallisierte Calciumcarbonat ein relativ hohes Wärmeleitvermögen aufweist und hierdurch bei Berührung die Körperwärme rasch ableitet. Aus dekorativen Gründen werden diese Steinplatten jedoch vorzugsweise in polierter Form zur Anwendung gebracht, da nur dann die natürliche Maserung voll zur Geltung kommt.

Unabhängig davon ist gerade Marmor ein relativ weicher Werkstoff, weswegen eine mechanische Beschädigung der polierten Oberflächen durch Zerkratzen sehr leich möglich ist, wodurch die Platten bald unansehnlich werden. Zudem ist Marmor nur wenig chemisch resistent, da jegliches Kalkmaterial durch Einwirkung von Säuren aller Art angegriffen sowie durch Fett und farbige Substanzen, wie beispielsweise Rotwein und dgl. auch bleibend verfärbt werden kann. Schließlich besteht im Bereich von Naßräumen, wie Badezimmern etc. eine außerordentlich hohe Rutschgefahr.

Es ist bekannt, Holzoberflächen mit Lacken zu versiegeln, wobei hierfür in erster Linie Polyurethanlacke verwendet werden, welche zur Erzielung eines Mattierungseffektes mit kolloidaler Kieselsäure gefüllt werden.

Der gegenständlichen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Steinoberfiächen so zu veredeln, daß sie chemisch und mechanisch weniger angreifbar, weiters weniger wärmeleitend und zudem rutschfester werden. Die zunehmende Tendenz zur Herstellung von Fußbodenheizungen, die durch immer bessere Systeme wachsende Marktchancen erhalten, rechtfertigt ebenfalls das steigende Interesse an Steinplatten mit beschichteten Oberflächen.

Diese Aufgaben werden erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die angerauhte, entfettete Steinoberfläche ein Lack aufgebracht wird, der auf der Basis von Acrylharz, Epoxyharz, Aminoplasten, Polyurethanen oder Polycarbonaten erstellt ist und, bezogen auf das Lackgrundmaterial, mit 2 Gew.% bis 60 Gew.% Talkum, bis 50 Gew.% Quarzmehl und bis 15 Gew.% Kreide versetzt ist, wobei die Summe der verwendeten Feststoffe nicht mehr als 60 Gew.% beträgt.

Durch die Beimengung von Talkum wird die Haftung verbessert. Durch die Beimengung von Quarz wird die Abhebungs- bzw. Abplatzungsgefahr vermindert. Die hierfür verwendeten Basislacke sind äußerst widerstandsfähig gegen mechanische und chemische Angriffe und sind leicht handhabbar. Vorzugsweise wird ein (Meth)Acrylharz-Lack verwendet, welcher mit Hilfe eines Melamin-, Diisocyanat- oder Silanhärters gehärtet wird.

Das verwendete Talkum weist eine sehr scharfe Komverteilung mit einem ausgeprägten Maximum bei 1,4 pm auf. Die erhaltenen Werte für mechanische und chemische Widerstandsfestigkeit, Wärmeableitung und Beständigkeit gegen Verfärbungen sind hervorragend. Zusätzlich verbessert werden diese Eigenschaften durch die Zugabe von Quarzmehl, welches je nach Verwendungszweck eine Korngröße von < 1 pm bis etwa 40 μτη aufweist. Die gegebenenfalls zugesetzte Kreide soll hyperfein und vorzugsweise überzogen sein, was vorzugsweise mit Silan erfolgt Vorzugsweise ist der Teilchendurchmesser der Kreide bei 90 % kleiner als 2 μιη.

Die Erfindung betrifft auch einen zur Durchführung dieses Verfahrens verwendeten Lack, der auf der Basis der genannten üblichen Grundharze mit 2 Gew.% bis 60 Gew.% Talkum, bis 50 Gew.% Quarzmehl und bis 15 Gew.% Kreide versetzt ist Zur Erzielung dekorativer Effekte kann sowohl das zu veredelnde Steinmaterial als auch das beigegebene Füllmaterial eingefärbt werden. Beim erfindungsgemäßen Veredelungsverfahren bleibt die natürliche Struktur des Marmors im wesentlichen erhalten, vor allem wenn als Quarzmehl ein solches verwendet wird, dessen Korngröße unterhalb von 1 μτη liegt ("transparenter Quarz"). Die Wärmeleitung der Steinoberflächen wird durch die erfindungsgemäße Beschichtung stark vermindert, was das Begehen der Platten mit bloßen Füßen wesentlich angenehmer macht

Der Anteil an Talkum in den erfindungsgemäß verwendeten Lacken mildert einerseits die Härte des Quarzsandes, sodaß keine Schmirgeleffekte entstehen, und bewirkt andererseits eine dekorative Mattierung. Außerdem wird durch den Talkumzusatz die Haftfähigkeit der Kunststoffbeschichtung erhöht

Gegebenenfalls können in den Überzug dekorative Bilder, Schattierungen und Muster eingebracht werden, mit denen besondere optische Effekte erzielbar sind. Diese dekorativen Elemente können auch im Mehrschichtverfahren aufgebracht werden. Weiters ist es häufig sinnvoll, die Oberfläche der beschichteten Platten elektrisch leitend zu machen, um die bei Kunststoffen üblichen elektrostatischen Aufladungen zu verhindern. Bei einer geplanten Anwendung im Freien müssen die verwendeten Lackgrundlagen besonders säurefest und UV-beständig sein.

Wie vorstehend erwähnt wurde, ist das verwendete Talkum durch eine besonders enge Komverteilung gekennzeichnet Das Talkummaterial kann folgende Siebanalyse aufweisen: -2-

AT 394 550 B

Tatell? ,1

Durchmesser Menge (in μτη) (in %) 50,00 0,4 40,00 -0,5 30,00 -0,1 25,00 -0,1 20,00 0,0 15,00 0,2 10,00 0,2 8,00 0,3 6,00 -0,2 5,00 0,4 4,00 0,4 3,00 0,0 2,00 4,8 1,50 35,0 1,00 54,2 0,80 0,9 0,60 0,3

Eine graphische Darstellung dieses Sachverhaltes ist aus der angeschlossenen Figur ersichtlich, in der auf der Abszisse der Korndurchmesser und auf der Ordinate die Prozentanteile aufgetragen sind.

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften des vorzugsweise verwendeten Quarzmehls gehen aus den nachfolgenden Tabellen 2 bis 8 hervor.

Tabelle 2

Chemische Analyse von Ouarzmehl fGew.%1

Si02 ca. 99 % Al2°3 0,3 % Fe^ 0,05 % CaO + MgO 0,1 % Na^O + K20 0,2 % Glühverlust 0,25 % Feuchtigkeit 0,1 % (gilt nur für werksfrische Ware)

Tabelle 3 Siebanalvse von Ouarzmehl Lichte Maschen- Gesamtrückstand in weite Gew.% Quarzmehl SF 300 SH 300 63 |im -0,5 50 1,0 0,5 40 2,0 1,0 -3-

AT 394 550 B

Quarzmehle SF und SH werden aus aufbereiteten natürlichen Rohstoffen hergestellt. Die aufgeführten Analysendaten sind mittlere Werte. Gröbere Komanteile sind in Spuren möglich. 5 Tabelle 4

Sedimentationsanalvsen von Ouarzmehl Sedigraph 500 D 10

Sinkgeschwindig- keits-Äquivalent-0 Gesamtrückstand in Gew.% 25 |im 9 5 15 16 31 25 7 2 10 50 50 25 7 4 6,3 67 68 49 24 18 4 4 85 81 69 48 43 18 20 2,5 90 88 83 68 61 44 Cilas-Granulometer 25 Kom-0 μπι Gesamtrückstand in Vol.% 32 6 6 1 16 33 35 16 1 30 12 45 ±5 45 + 5 2Q±5 i±l 2 8 58 60 50 18 1 13 + 4 1 6 67 68 62 30 24 &±1 4 74 78 72 45 42 22 35 2 86 88 87 67 65 55 Tabelle 5 40 Andere physikalische Werte von Ouarzmehl 45 Schüttdichte g/cm3 0,75 0,69 0,63 0,58 0,54 0,42 Stampfvolumen (DIN 53194) cm3/g 0,85 0,90 0,96 1,15 1,15 1,40 50 Spez. Oberfläche nach 9 - Blaine cm /g 5000 5000 6700 12000 13000 18000 55 (DIN 66127) - BETm2/g 1,5 1,5 2,2 3,9 4,4 6,0 (DIN 66132) -4- 60

AT 394 550 B

Tabelle 5 (Fortsetzung Ölzahl (DIN 53199) g/lOOg 23 24 25 24 25 28 Normalfarbwerte (DIN 5033) X 78 83 84 85 86 87 Y 81 84 85 87 88 89 z 90 93 95 99 99 101

Von einem anderen Quarzmaterial sind folgende Eigenschaften bestimmt worden: 20

Tabelle 6

Korngrößenverteilung von Ouarzmehl 25 a) Summenrückstände in % (Luftstrahlsieb)

Maschenweite 1600 2500 3600 4900 6400 10000 16900 160 μιη 3 125 μιη 8 3 100 μπι 14 7 3 90 μπι 19 11 5 3 71 μπι 28 19 11 7 3 63 μιη 34 26 17 11 5 3 40 μπι 53 46 36 27 20 14 3 b) Summenrückstände in % (Sedigraph 5000) 45 Äquivalentdurchmesser 1600 2500 3600 4900 6400 10000 16900 20 μπι 78 75 67 60 53 45 30 10 μπι 91 89 85 81 78 72 56 5 μπι 96 96 94 92 91 87 70 2 μπι 99 99 98 98 97 95 90 -5- 60

AT 394 550 B

Tabelle 7

Fiillstoffeigenschaften nach DIN 55926 von Ouarzmehl 1600 2500 3600 4900 6400 10000 16900 Weißgehalt R 457 % 76 77 78 78 79 81 82 Helligkeit 80 80 82 82 83 84 85 Ölzahl g/lOOg 17 18 18 19 19 22 23 Spez. Oberfläche m2/g 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,6 pH-Wert 6-7 6-7 6-7 6-7 6-7 6-7 6-7 Wasserlösl. Anteile % 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 HCl-lösliche Anteile % 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 Feuchtigkeit % 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 Schüttgewicht g/ml U U 1,0 1,0 0,9 0,9 0,8 Stampfvolumen ml/100 g 57 68 69 70 70 75 75

Die chemische Analyse dieses Quarzmehls ist folgende:

Chemische Analyse (%)

Si02 99,00 a12°3 0,58 Fe2°3 0,03 Ti02 0,05 CaO + MgO 0,03 Na20 + K20 0,10 Glühverlust 0,17

Die verwendeten Quarzmehle sind aus hochwertigen Quarzsanden hergestellt. Sie werden durch mehrfache Naßklassierung, anschließendes Trocknen und eisenfreie Vermahlung gewonnen.

Wesentlich ist die hohe Gleichmäßigkeit der chemischen und granulometrischen Zusammensetzung der verwendeten Quarzmehle.

In den folgenden Beispielen wird das erfindungsgemäße Verfahren noch eingehender erläutert. Für vier unterschiedliche Arten der angestrebten Oberflächenstruktur haben sich folgende Zusammensetzungen als zweckmäßig erwiesen:

Beispiel 1

Glänzende Beschichtung.

Veredelungsschicht: Acryl-Klarlack und Härter 1:1 Haftungsschichte: 100 Gew.-T Klarlack 100 Gew.-T Härter 20 Gew.-T 10 Gew.% Talkum 60 Gew.-T 30 Gew.% Quarz, Komdurchmesser 2 μτη -6-

AT 394 550 B

Beispiel 2 Seidenmatt

Klarlack und Härter 1:1 5 Gew.% Talkum 30 Gew.% Quarz, Komdurchmesser 2 μτη

Das seidenmatte Aussehen wird durch eine Mehrzahl von Spritzgängen, vorzugsweise durch drei Spritzgänge, erzielt.

BeispisU.

Matte Beschichtung

Klarlack und Härter 1:1 + 5 Gew.% Talkum + 50 Gew.% Quarz, Komdurchmesser 2 pm zwei Spritzgänge

Beispiel 4

Rutschsichere Beschichtung

Klarlack und Härter 1:1 2 Gew.% Talkum 25 Gew.% Quarz, Komdurchmesser etwa 30 pm bis 35 μτη Beispiels 100 Gew.-T Harter 50 Gew.-T Talkum 10 Gew.-T Quarz 10 Gew.-T Kreide

Lasierende Beschichtung - halbdeckend Haftungsschicht 100 Gew.-T Klarlack

Veredelungs-Dekorationsschicht: Klarlack und Härter 1:1

Es kann eine Einfärbung der Veredelungsschicht mit Acryl-Lasurfarben je nach Farbintensität der varwendeten Lasurfarben erfolgen.

Die Prüfung der chemischen und thermischen Verhalten von erfindungsgemäß veredelten Marmorplatten erfolgte gemäß den anschließenden Prüfberichten. Es zeigte sich ein ausgezeichnetes Verhalten der erfindungsgemäß behandelten Platten.

Prüfbericht bezüglich Chemikalienbeständigkeit und Verhalten bei Zigarettenglut gemäß DIN 68 861 Teil 1 und Teil 6

Geprüft wurden zwei beschichtete Marmorplatten 100 x 30 x 2 cm. a) Prüfung des Verhaltens bei chemischer Beanspruchung:

Die Prüfung der Oberfläche wurde gemäß DIN 68 861 Teil 1 durchgeführt.

Prüfmittel

Einwirkdauer

Ergebnis 16 h 16 h 16 h 16 h 16 h 16 h 0 0 0 0 0 0 01. Essigsäure 02. Zitronensäure 03. Natriumcarbonat 04. Ammoniakwasser 05. Ethylalkohol 06. Weißwein -7-

AT 394 550 B (Fortsetzung)

Prüfmittel Einwirkdauer Ergebnis 07. Bier 16 h 0 08. Cola Getränke 16 h 0 09. Pulverkaffee 16 h 0 10. Schwarzer Tee 16 h 0 11. Schwarzer Johannisbeersaft 16 h 0 12. Kondensmilch 16 h 0 13. Wasser 16 h 0 14. Benzin 16 h 0 15. Aceton 3h 0 16 h 5 16. Ethyl-Butylacetat 16 h 0 17. Butter 16 h 0 18. Oüvenöl 16 h 0 19. Senf 16 h 0 20. Kochsalz 16 h 0 21. Zwiebel 16 h 0 22. Lippenstift 16 h 0 23. Desinfektionsmittel 16 h 0 24. Schwarzer Kugelschreiber Pastentinte 3h 0 16 h 3 25. Stempelfarbe 5h 0 16 h 3 26. Reinigungsmittel 16 h 0 27. Reinigungslösung 16 h 0 Sollwert für die Beanspruchungsgruppe 1B Prüfmittel Einwirkdauer Ergebnis 01. Essigsäure 60 min 0 02. Zitronensäure 60 min 0 03. Natriumcarbonat 2 min 0 04. Ammoniakwasser 2 min 0 05. Ethylalkohoi 60 min 0 06. Weißwein 5h 0 07. Bia- 5h 0 08. Cola Getränke 16 h 0 09. Pulverkaffee 16 h 0 10. Schwarzer Tee 16 h 0 11. Schwarzer Johannisbeersaft 16 h 0 12. Kondensmilch 16 h 0 13. Wasser 16 h 0 14. Benzin 2 min 0 15. Aceton 10 s 3 16. Ethyl-Butylacetat 10 s 3 17. Butter 16 h 0 18. Olivenöl 16 h 0 19. Senf 5h 0 20. Kochsalz 5h 0 21. Zwiebel 5h 0 22. Lippenstift 16 h 3 23. Desinfektionsmittel 10 min 0 24. Schwarza· Kugelschreiber Pastentinte 16 h 3 25. Stempelfarbe 16 h 3 26. Reinigungsmittel 60 min 0 27. Reinigungslösung 60 min 0 -8-

Claims

AT 394 550 B Gemäß DIN 68 861 Teil 1 kann die beschichtete Marmorplatte in die Beanspruchungsgruppe 1B (von den sechs möglichen Beanspruchungsgruppen A bis F) eingeteilt werden. b) Prüfung des Verhaltens bei Zigarettenglut Die Platten und die Zigaretten dreier unterschiedlicher Sorten wurden bei Normalklima gelagert, die entzündeten, vom Filter abgetrennten Zigaretten auf die Platten gelegt und 40 mm davon abbrennen gelassen. Die Dauer des Abbrands und die Oberflächenveränderungen wurden bestimmt: Tabelle 9 Auswertung: Sorte Dauer (Min) Obeiflächenverändenmgen Milde Sorte 19,34 leichtegelbliche Verfärbung Memphis light 20,02 leichtegelbliche Verfärbung Golden Smart 20,90 leichtegelbliche Verfärbung Gemäß DIN 68 861 Teil 6 ist die geprüfte Oberfläche in die Beanspruchungsgruppe 6C (von den fünf möglichen Beanspruchungsgruppen A bis D) einzuteilen. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Oberflächenveredelung von Steinplatten, insbesondere Marmor-Fußbodenplatten, dadurch gekennzeichnet, daß auf die aufgerauhte, entfettete Steinoberfläche ein Lack aufgebracht wird, der auf der Basis von Acrylharz, Epoxyharz, Aminoplasten, Polyurethanen oder Polycarbonaten erstellt und, bezogen auf das Lackgrundmaterial, mit 2 Gew.% bis 60 Gew.% Talkum, bis 50 Gew.% Quarzmehl und bis 15 Gew.% Kreide versetzt ist, wobei die Summe der verwendeten Feststoffe nicht mehr als 60 Gew.% beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Steinoberfläche ein mit einem Melamin-, Diisocyanat- oder Silanhärter härtender (Meth)acryllack aufgebracht wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lack aufgebracht wird, in welchem das Talkum eine Komverteilung mit einem ausgeprägten Maximum bei etwa 1,4 pm aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lack aufgebracht wird, in dem das zusätzlich enthaltene Quarzmehl eine Korngröße bis 40 pm aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lack aufgebracht wird, in dem die zusätzlich enthaltene Kreide eine hyperfeine, vorzugsweise silanüberzogene Kreide ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines Hochglanzeffektes ein Lack mit etwa 10 Gew.% Talkum und etwa 30 Gew.% Quarzmehl der Korngröße von etwa 2 pm in einmaligem Auftrag verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lack mit etwa 5 Gew.% Talkum und etwa 30 Gew.% Quarzmehl der Korngröße von etwa 2 pm verwendet und der Lack in mehreren, vorzugsweise etwa drei Spritzgängen, aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lack mit etwa 5 Gew.% Talkum und etwa 50 Gew.% Quarzmehl der Korngröße von etwa 2 pm in vorzugsweise zwei Spritzgängen aufgebracht wird. -9- AT 394 550 B
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lack mit etwa 2 Gew,% Talkum und etwa 25 Gew.% Quarzmehl der Korngröße von 30 pm bis 35 pm aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lack verwendet wird, in welchem das zugesetzte Quarzmehl eine Korngröße von < 1 pm aufweist.
11. Lack zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auf der Basis von Acrylharz, Epoxyharz, Aminoplasten, Polyurethanen oder Polycarbonaten, dadurch gekennzeichnet, daß er bezogen auf das Lackgrundmaterial 2 Gew.% bis 60 Gew.% Talkum, bis 50 Gew.% Quarzmehl und bis 15 Gew.% Kreide enthält, wobei die Summe der enthaltenen Feststoffe nicht mehr als 60 Gew.% beträgt.
12. Lack nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er Talkum einer Kornverteilung mit einem ausgeprägten Maximum bei 1,4 pm enthält
13. Lack nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß er Quarzmehl mit einer Korngröße von bis 40 pm enthält.
14. Lack nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er hyperfeine, silanüberzogene Kreide enthält
15. Lack nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß er 5 Gew.% bis 10 Gew.% Talkum und etwa 30 Gew.% Quarzmehl der Korngröße von etwa 2 pm enthält.
16. Lack nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß er etwa 5 Gew.% Talkum und etwa 50 Gew.% Quarzmehl der Korngröße von etwa 2 pm enthält
17. Lack nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß er etwa 2 Gew.% Talkum und etwa 25 Gew.% Quarzmehl der Korngröße von 30 pm bis 25 pm enthält.
18. Lack nach einem der Patentansprüche 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß er Quarzmehl mit einer Korngröße unter 1 pm enthält Hiezu 1 Blatt Zeichnung -10-