DE102005063318A1 - Platten aus dünnen Natursteinen fixiert auf verschiedenen Trägern durch Splitten von auf Trägern fixierten Natursteinen größerer Dicke mit einer Spezialsäge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Natursteinplatten mit einer Dicke zwischen 1 mm und 6 mm, fixiert auf verschiedene Trägerarten durch Splitten der auf Träger aufgeklebten dickeren Natursteinplatten mit einer Spezialsäge.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Natursteinplatten mit einer Dicke zwischen 1 und 6 mm fixiert auf einen Träger.
• Grundsätzlich sind dünne Natursteinplatten, die auf einem Träger aufgeklebt sind bereits bekannt. Sie werden hergestellt, indem dickere Natursteinplatten, die auf einem Träger fixiert sind, materialaufwendig und kostenintensiv mit einer Fräse herunter kalibriert werden. In anderen Fällen werden dickere Natursteinplatten mit einer Seil- oder Gattersäge durchgesägt und dann die Dünnsteinplatten auf einen Träger verklebt. Die hierbei erhaltenen Schnittflächen sind uneben und müssen entsprechend aufwendig nachkalibriert werden. Diese Verfahren sind zeitaufwendig und kostspielig, so dass eine kontinuierlich erfolgende industrielle Fertigung nicht möglich ist. Im Falle des weichen Marmors sind sogenannte horizontal arbeitende Splittingmaschinen mit zwei parallel zu einander angeordneten Reihen bestehend aus jeweils 2 bis 3 hintereinandergeschalteten Kreissägen im Handel, um dickere Marmorplatten zu Marmorplatten mit einer Dicke von 1 bis 1,5 cm zu spalten.
• Zum Spalten des wesentlich härteren Granits sind diese Maschinen nicht brauchbar. Für Granit ist eine Sägemaschine bekannt, die nur in geringer Stückzahl hergestellt wurde. Diese Maschine betreibt mehrere hintereinander geschaltete mit Diamanten besetzte Sägeblätter steigenden Sägeblattdurchmessers (Zeichnung 1). Mit dieser Maschine können Granitfliesen mit einer Dicke nicht unter 0,6 cm hergestellt werden. Bei der Herstellung von 0,6 cm dicken Platten ist wegen der hohen mechanischen Belastung der Verlust durch Plattenbruch unvertretbar hoch. Der Einsatz von auf Trägern fixierten Natursteinplatten aus Marmor oder Granit fand nicht statt, da für den Fachmann vorhersehbar war, dass
• a.: die Haftung zwischen den Natursteinplatten und den Trägerplatten durch die unvermeidbar intensive Einwirkung von Schlemm- und Kühlwasser den Kleber zerstörend angreifen würde.
• b.: unter der hohen mechanischen Belastung bei Schnittdicken unter 0,6 cm das Auftreten von Rissbildungen im Naturstein unvermeidlich ist.
• c.: sich bereits einige Zeit nach der Verklebung der Natursteine auf einen Träger (insbesondere bei Trägern mit einer Stärke unter 2 cm auf Basis Holz, Recyclingstoffe oder Kunststoff) das Plattensystem mehr oder weniger stark verbiegt.
• So ist es auch verständlich, dass Dünnsteinplatten mit einer Dicke unter 0,6 cm fixiert auf einen Träger für eine breite kommerzielle Verwendung z.B. im Baubereich (Fußböden, Wände oder Fassaden) nicht angeboten werden, da die oben beschriebenen Herstellungsverfahren für eine Massenproduktion zu teuer sind.
• Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass mit dem oben bereits genannten Typ von Sägemaschinen mit einer Vielzahl von Sägeblättern, wider erwarten intakte Natursteinplatten einer Dicke unter 6 mm fixiert auf einen Träger hergestellt werden können, wenn die Natursteine mit einer aufgrund der gewählten Molekularstruktur weitgehend wasserresistenten und elastischen Klebersorte auf Basis Silikon, Polyurethan oder Epoxid (Ein- oder Zweikomponentenkleber) auf die jeweiligen Träger fixiert werden. Natürlich kann die Dicke des zersägten Natursteins auch im Bereich größer 6 mm gewählt werden. Es zeigte sich, dass die Systeme aus Natursteinen auf Träger besonders widerstandsfähig gegenüber Ablösungsvorgänge, Verbiegungen oder Rissbildungen waren, wenn der Naturstein vor dem Fixieren auf einen Träger mit einer dünnen Glasfaser- oder Kunststoffschicht versehen wird. Hierbei wird die Faser ebenfalls mit dem Epoxid- oder PU-Kleber aufgetragen. Bemerkenswert ist, dass mit einer Maschine problemlos bis zu 1500 m²/Tag an Granit/Trägerplatten hergestellt werden können. Der Schnitt ist nach entsprechender Maschinenjustierung völlig eben, so dass kaum nachkalibriert werden muss. Aufgrund dieses Verfahrens können dieserart hergestellte Plattensysteme einer breiten Anwendung zugeführt werden. Der Materialverlust wird minimiert und Naturressourcen werden entsprechend geschont.
• Die Sägemaschine besteht, wie oben genannt aus einer Reihe (Zeichnung 1) hintereinander geschalteter Sägeblätter (Diamant besetzt) steigenden Sägeblattdurchmessers. In Reihe können mehr als 20 Sägeblätter angeordnet sein. Jedes Sägeblatt sägt jeweils ein Stück tiefer in den Stein. Beispielsweise wird in Granit durch das 1 te Sägeblatt ca. 15 bis 20 mm tief eingeschnitten, das nächste Sägeblatt frist sich weitere 15 bis 20 mm tief ein usw.
• Die Sägeblätter können horizontal oder in einem Neigungswinkel angeordnet sein. Die Wasserzufuhr zum Kühlen und zum Abschlämmen des Sägemehls wird durch die Anordnung der Sägeblätter laufend gewährleistet.
• Um breitere Platten aus Dünnstein auf Trägerplatten herzustellen, ist ein Maschinentyp sinnvoll, der aus zwei parallel, jedoch versetzt zueinander angeordneten Sägeblattreihen besteht. Jede Sägeblattreihe besteht aus mehreren hintereinander geschalteten mit Diamanten besetzten Sägeblättern steigenden Blattdurchmessers (Zeichnung 1).
• Der Stein wird gleichzeitig beidseits zersägt. (Zeichnung 2).
• Im Falle der einreihigen Sägemaschinen kann eine Verdoppelung der Plattenbreite erreicht werden, indem zunächst der Stein halb durchgesägt, und dann gedreht von der anderen Seite im zweiten Sägegang zertrennt wird.
• Die erreichbare Breite der Dunnsteinplatten ist technisch begrenzt durch den Durchmesser der Sägeblätter, der noch einen schwingungsfreien Sägevorgang erlaubt.
• Die auf speziellen Trägern aufgebrachten Natursteinschichten mit einer Dicke von 1 mm bis 6 mm sind wirtschaftlich äußerst interessant, da im Verhältnis zum massiven Naturstein eine deutliche Gewichtsminderung erzielt wird, wodurch sich ein breites Anwendungsspektrum u.a. auf den Gebieten: Bauwesen (Fußböden, Wände, Decken, Fassaden, Hausdächer), Möbel, Küchenplatten, Luftfahrt, Wohnwagen, Yacht- oder Bahnbau erschließt.
• Beispielsweise als 3 mm dicke Granitschicht aufgeklebt auf Kälte- bzw. Wärmeisolierenden Leichtbauträgern wie Glasschaum oder Kunststoffplatten mit Wabenstruktur lassen sich völlig neuartige " Dachziegel" aus exquisitem Granit herstellen.
• Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Platten aus porösen bzw. brüchigen Natursteinarten, die bisher aus Stabilitätsgründen nur in Stärken über 2 cm herstell- und einsetzbar sind, nun über eine dünne Glasfaserschicht auf einen Träger fixiert auf Stärken unter 5 mm problemlos verwendet werden können.
• Beim Einsatz von Trägermaterialien wie z.B. HDF, oder Recyclingmaterialien können im Privatbereich Fußböden und Wände wesentlich einfacher mit Natursteinen verlegt werden, als wenn schwergewichtige massive Natursteinplatten verlegt werden müssen. Wenn der Träger mit einem Nut-/Federsystem oder einem Klicksystem ausgestattet ist, wird auch der Laie in die Lage versetzt im do it your self -Verfahren die Dünnsteinplatten zu verlegen, zumal das Zuschneiden der Dünnsteinplatten mit einfachen Schneidegeräten aus den Baumärkten möglich ist. Sogar eine Trockenverlegung kann ohne handwerkliches Geschick durch den Laien erfolgen.
• Wenn in den Träger dünne Rohre aus z.B: Kupfer eingelassen werden, erhält man Natursteinmodule mit integrierter Fußbodenheizung.
• Die vorliegende Erfindung beansprucht dünne Natursteinplatten aufgeklebt auf Trägermaterialien mit einer Dicke des Natursteins von 1 mm bis 6 mm, hergestellt nach folgender in einem kontinuierlichen Ablauf erfolgen Methode Ein Natursteinblock, der auf einen Träger aufgeklebt ist, wird in einem gewünschten Abstand zum Träger (z.B. 2 mm) mit der beschriebenen Sägemaschine abgesägt.
• Die erreichbare Breite der Dünnsteinplatten ist technisch begrenzt durch den Durchmesser der Sägeblätter, der noch einen schwingungsfreien Sägevorgang erlaubt. Die fortschreitende Entwicklung auf dem Sektor der Natursteinsägeblätter unter Einsatz neuer Legierungen erlaubt z.Z. die Herstellung von Dünnsteinplatten mit einer Breite von über 60 cm.
• Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird vor dem Sägevorgang ein Natursteinblock berechneter Dicke gegebenenfalls nach Auftrag einer Glas- oder Kunststofffaser mit einem elastischen hoch wasserresistenten Kleber auf den jeweiligen Träger fixiert. Die Dicke des Natursteinblockes entspricht der erwünschten Anzahl dünnschichtiger Natursteinplatten unter Berücksichtigung des Sägeverlustes.
• Nach dem Absägen einer dünnen Natursteinschicht (z.B. 2 mm Schichtdicke) fixiert auf einem Träger wird der verbliebene Natursteinblock erneut wie oben beschrieben auf einen Träger geklebt. Erneut wird eine z.B. 2 mm dicke Schicht zusammen mit dem neuen Träger abgesägt, ohne dass eine Verstellung und Justierung der Sägeblätter erforderlich ist. Der Vorgang wiederholt sich, bis der Steinblock auf eine Stärke von ca. 10 mm abgetragen ist.
• In der Regel hat der Steinblock eine Dicke von 0,8 cm bis 20 cm, bevorzugt 1 cm bis 8 cm.
• Nach dem Sägen werden die auf dem Träger fixierten Dünnsteine automatisch ausgesondert und über Rollbänder in eine herkömmliche Produktionsstrasse zum Kalibrieren, Polieren und Fasen gelenkt.
• Der übriggebliebene Steinblock wird automatisch über Rollbänder erneut in den Klebe- und Sägeprozess gelenkt. Wenn der Stein bis auf eine Dicke von ca.10 mm abgetragen ist, können diese Platten ohne Träger in den Kalibrier- und Polierprozeß eingeschleust werden und zu herkömmlichen Fliesen verarbeitet werden.
• Wird eine extrem dünne Natursteinschicht (z.B.: 0,5 bis 1 mm) auf Träger angestrebt, kann das mit einem deutlichen Aufpressdruck erfolgende Polieren unterbleiben, wenn nach dem Sägen bzw. nach dem Kalibrieren die rohe Steinoberfläche mit einem speziellen 2-Komponentenlack aus Diisocyanat z.B.: Toluylen-2,4-diisocyanat oder Isophorondiisocyanat oder Hexyldiisocyanat und einem Dialkohol z.B.: Butandiol überlackiert wird. Die Steinoberfläche hat nun einen Glanz, der von dem einer polierten Fläche nicht zu unterscheiden ist. Gleichzeitig erhält man eine Versiegelung der Natursteinoberfläche, die insbesondere für eine Marmorbelegung in Bädern oder Küchen vorteilhaft ist.
• Mit diesem Lacksystem kann für den Innenbereich grundsätzlich eine rohe unpolierte Natursteinfläche auf einen natürlichen Glanz gebracht werden.
• Im Falle von Wasser undurchlässigen Trägern können die Träger vor dem Verkleben mit Löcher versehen werden, durch die nach dem Verlegen der Dünnsteinplatten die Feuchtigkeit bzw. das Lösungsmittel des Verlegeklebers über den Naturstein entweichen kann.
• Die entsprechend der Patentanmeldung zum Einsatz kommenden Natursteine sind alle Arten des Granits und des Marmors und des Schiefers. Zur Erhöhung der Flexibilität und der Stabilität können die Natursteine unterseitig beklebt sein mit einem Glasfaser- oder Kohlefaser-gewebe.
• Als Träger geeignet sind z.B.:
  HDF- Platten, MDF- Platten, Siebdruckplatten,
  Träger aus Recyclingmaterial z.B.: Phonothermplatten,
  Träger aus Hartschaum oder aus kompaktem Kunststoff z.B.: Polyacryl, HPS (Polystyrol), Polycarbonat, Polyester, Polyetherimid, Polypropylen, Polyethylen, Polyamid
  Träger aus Kunststoff in Wabenform (Honeycomb-systeme) z.B.: Polyacryl, Polystyrol, Polypropylen, Polyethylen, Polyester, Polyetherimid, Polyamid, Aramid, wobei das Innere der Kunststoffe jeweils einen wabenförmigen Aufbau aufweist.
  Träger aus Leichtmetallen wie Aluminium oder Titan.
  Zwischen zwei Metallplatten können sich wabenformartig Kunststoffeinlagen z.B. aus: Polyacryl, Polystyrol, Polyamid, Polypropylen, Polyethylen, Polyetherimid, Polyamid, Aramid befinden.
  Träger aus Glasschaum, Blähglas, Gasbeton, Glas
  Träger aus billigen Natursteinen (z.B.: in einer Dicke von 1 cm) können verwendet werden, damit die Träger/Naturstein-Systeme aus hochwertigen Natursteinen mit einer Dicke von 2 bis 5 mm einen quasi massiven Eindruck vermitteln. Der Vorteil liegt hierbei in der Einsparung von wertvollem Naturstein.
  In einigen Fällen (z.B. bei Trägern aus Hartschaum oder HDF) kann es vorteilhaft sein, die im Verfahren eingesetzten Träger auf der Ober- und Unterseite zu beschichten
  z.B. mit
• – einem Melamin- oder Phenolharz
• – einer Kohlefaser oder Glasfaser
• 1. Herstellung von Platten bestehend aus 3 mm starken Marmorplatten aufgeklebt auf 8 mm dicken HDF-Trägern.
• Ein 58 mm dicker Block aus Estremoz-Marmor mit den Maßen: 61 cm lang und 30,5 cm breit wird mittels einem elastischen PU-Kleber mit einer dünnen Glasfaser versehen und dann mit dem gleichen Kleber auf eine 8 mm dicke, 61 cm lange und 30,5 cm breite HDF-Platte aufgeklebt. Das HDF-Material ist mehrschichtig mit Wasser undurchlässigen Folien ausgestattet.
• Zusätzlich ist die Trägerplatte auf Ober- und Unterseite mit einer Kunststoffschicht beschichtet.
• Mit einer Sägemaschine wird der Marmorblock 3 mm vom Träger entfernt durchgesägt. Die Maschine besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten Reihen aus jeweils 3 Sägeblättern. Die jeweils versetzt gegenüber liegenden Blätter haben den gleichen Durchmesser. Innerhalb der Reihen steigt der Sägeblattdurchmesser an. Die Sägeblätter sind Diamant besetzt. Man erhält nun die Trägerplatte mit einer 3 mm dicken Marmorschicht. Der verbliebene Marmorblock hat nun nur noch eine Dicke von 52 mm (3 mm gehen in Form von Sägemehl verloren).
• Wie oben geschildert wird erneut ein Träger aufgeklebt und eine weitere Marmorschicht abgetragen usw. Man erhält so 8 Platten aus 3 mm dickem Marmor auf 8 mm dicken HDF-Trägern. Diese Platten haben eine Länge von 61 cm und eine Breite von 30,5 cm.
• Es verbleibt eine Natursteinrestplatte von 10 mm.
• Die 8 Platten aus Marmor aufgeklebt auf einen HDF-Träger sowie die 10 mm massive Marmorplatte werden kalibriert, gefast und poliert.
• 2. Herstellung von Platten bestehend aus 3 mm starken Granitplatten aufgeklebt auf 8 mm dicken HDF-Trägern. Es verbleibt wunschgemäß eine 10 mm starke massive Granitfliese.
• Ein 58 mm dicker Block aus Blue Pearl-Granit mit den Maßen: 61 cm lang und 34,5 cm breit wird mittels einem elastischen PU-Kleber mit einer dünnen Glasfaser versehen und dann mit dem gleichen Kleber auf eine 8 mm dicke, 61 cm lange und 30,5 cm breite HDF-Platte aufgeklebt. Die Trägerplatte ist auf Ober- und Unterseite kunststoffbeschichtet.
• Mit einer Sägemaschine wird der Granitblock 3 mm vom Träger entfernt durchgesägt. Diese Maschine besteht aus einer Reihe von 20 hintereinandergeschalteten Sägeblättern steigenden Sägeblattdurchmessers. Die Sägeblätter sind Diamant besetzt.
• Man erhält nun die Trägerplatte mit einer 3 mm dicken Granitschicht.
• Der verbliebene Granitblock hat nun noch eine Dicke von 52 mm (3 mm gehen in Form von Sägemehl verloren). Wie oben geschildert wird erneut ein Träger aufgeklebt und eine weitere Granitschicht abgetragen usw. Man erhält so 8 Platten aus 3 mm dickem Granit auf 8 mm dicken HDF-Trägern. Diese Platten haben eine Länge von 61 cm und eine Breite von 30,5 cm. Es verbleibt eine Natursteinplatte von 10 mm, die separat kalibriert, poliert und gefast wird.
• Die 8 Platten aus Granit aufgeklebt auf einen HDF-Träger werden ebenfalls kalibriert, gefast und poliert.
• 3. Herstellung von Platten bestehend aus 3 mm starken Granitplatten aufgeklebt auf 30 mm dicken Trägerplatten aus Glasschaum.
• Ein 46 mm dicker Block aus Blue Pearl-Granit mit den Maßen: 62 cm breit und 200 cm lang wird mittels einem elastischen Epoxid-Kleber mit einer dünnen Glasfaser versehen und dann mit dem gleichen Kleber auf eine gleich große aber 30 mm dicke Trägerplatte aus Glasschaum geklebt.
• Mit einer Sägemaschine wird der Granitblock 3 mm vom Träger entfernt angesägt. Diese Maschine besteht aus einer Reihe von 20 hintereinander-geschalteten Sägeblättern steigenden Sägeblattdurchmessers. Die Sägeblätter sind Diamant besetzt.
• Der halb durchgesägte Block wird von der Gegenseite her mit einer zweiten gleichartigen Maschine mit gleicher Sägeblatteinstellung völlig durchgetrennt.
• Man erhält nun wie in den vorigen Beispielen beschrieben eine 62 cm breite und 200 cm lange Trägerplatte belegt mit einer 3 mm dicken Granitschicht. Der verblieben Granitblockblock hat nun noch eine Dicke von 40 mm (3 mm gehen in Form von Sägemehl verloren). Wie oben geschildert wird erneut ein Träger aufgeklebt und eine weitere Granitschicht abgetragen usw. Man erhält so 6 Platten aus 3 mm dickem Granit auf 30 mm dicken Glasschaum-Trägern. Diese Platten haben eine Länge von 200 cm und eine Breite von 62 cm.
• Es verbleibt eine Natursteinplatte von 10 mm Dicke. Die Platten werden kalibriert und poliert.
• 6. Lackierung von rohen, stumpfen Natursteinoberflächen
• Die entsprechend Beispiel 3 direkt nach dem Sägevorgang erhaltene Glasschaumplatte mit einer 3 mm dicken Granitschicht (mit noch stumpfer Steinoberfläche) wird nach einem speziellen Trocknungsvorgang mit einem 2-Komponentenlack behandelt. Der Lack besteht aus einem aromatischen Diisocyanat und einem aliphatischen Dialkohol und wird angemischt in einem organischen Verdünner auf die stumpfe Steinoberfläche verdüst. Nach der Aushärtung erhält man eine glänzende Oberfläche, die sich von einer polierten Fläche nicht unterscheiden läßt.

Claims (11)

1. Beantragt werden Plattensysteme aus dünnen Natursteinschichten fixiert auf verschiedenartigen Trägermaterialien, die dadurch hergestellt werden, dass Natursteinplatten mit einer Dicke von 0,8 cm bis 20 cm mit einem geeigneten Kleber auf einen Träger fixiert werden, und dann mit einer speziellen Sägemaschine, ausgestattet mit einer Vielzahl von Sägeblättern steigenden Durchmessers in einem vorbestimmten Abstand, zu einem Träger in einem kontinuierlichen Prozess durchgesägt werden.
2. Naturstein-Träger-Platten nach Anspruch 1, dass die auf einen Träger aufgeklebten Natursteinplatten bis zu einer Schichtdicke von 1 mm aufgetrennt werden können, wobei die Maschine mit mehr als 20 hintereinander geschalteten, mit Diamanten besetzten Sägeblättern steigender Größe ausgerüstet sein kann.
3. Naturstein-Träger-Platten nach Anspruch 1 bis 2, dass die aufgeklebten Natursteinplatten aus Marmor, Granit oder Schiefer bestehen können.
4. Naturstein-Träger-Platten nach Anspruch 1 bis 3, dass die aufgeklebten Natursteinplatten aus Marmor, Granit oder Schiefer auf der Unterseite mit einem Glasfaser- oder Kohlefasergewebe beschichtet sein können.
5. Naturstein-Träger-Platten nach den Ansprüchen 1 bis 4, dass dünne Natursteinschichten auf Träger hergestellt werden, indem ein Natursteinblock auf der Unterseite mit einem Träger verklebt wird und mit Hilfe einer Sägemaschine in einem vorbestimmten, parallelen Abstand zum Träger durchgesägt wird, wobei die Maschine mit mehr als 20 hintereinander geschalteten, mit Diamanten besetzten Sägeblättern steigender Größe ausgerüstet sein kann und der Sägevorgang nach erneutem Verkleben des jeweils restlichen Natursteinblocks mit einem Träger wiederholt wird, bis der ursprüngliche Block abgetragen ist.
6. Naturstein-Träger-Platten nach den Ansprüchen 1 bis 5, dass die Träger 5 mm bis 100 mm, bevorzugt 7 mm bis 30 mm dick sind.
7. Naturstein-Träger-Platten nach den Ansprüchen 1 bis 6, dass die Träger auf Basis Holz, Kunststoff, Hartschaum, Metall, Naturstein, Mineralstoff, Glas, Glasschaum oder Recyclingmaterial, aufgebaut sein können.
8. Naturstein-Träger-Platten nach den Ansprüchen 1 bis 7, dass die Träger auf der Ober- und Unterseite beschichtet sein können z.B. mit – einem Melamin- oder Phenolharz – einer Kohlefaser oder Glasfaser
9. Naturstein-Träger-Platten nach den Ansprüchen 1 bis 8, dass die Träger mit Löchern versehen sein können.
10. Naturstein-Träger-Platten nach den Ansprüchen 1 bis 9, dass die nach einem Sägevorgang stumpf anfallenden Natursteinoberflächen anstelle einer mechanischen Polierung mit einem 2-Komponentenlack auf Basis Polyurethan zum Glänzen gebracht werden können.
11. Naturstein-Träger-Platten nach den Ansprüchen 1 bis 9, dass die Dünnsteinplatten aus Granit auf Träger bei der Bedeckung von Dächern verwendet werden können.