DE102008020544B4

DE102008020544B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung bedruckter Betonerzeugnisse

Info

Publication number: DE102008020544B4
Application number: DE200810020544
Authority: DE
Inventors: Theodor Diephaus
Original assignee: DIEPHAUS BETONWERK GmbH
Current assignee: DIEPHAUS BETONWERK GmbH
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: DE102008020544A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung bedruckter Betonerzeugnisse, insbesondere bedruckter Betonwerksteinplatten, bei dem aus wenigstens zwei Frischbetonen unter Verwendung eines feinkörnigen Vorsatzbetons Rohlinge geformt werden, die Rohlinge in einem Abbindungsprozess zu Zwischenprodukten ausgehärtet werden und auf den Vorsatzbeton der ausgehärteten Zwischenprodukte in einer Fertigungsstrecke in einem Innenbereich wenigstens ein Farbdruck aufgewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Vorsatzbeton der Zwischenprodukte (2, 11) durch Materialabtrag für die Bedruckung vorgesehene Oberflächen (10) geschaffen werden, dass die Zwischenprodukte (2, 11) vor Aufbringung des Farbdruckes (12) über die Umgebungstemperatur hinaus erwärmt werden, dass mit einer auf die Dicke der Zwischenprodukte (2, 11) eingestellten Auftragswalze (7, 8, 9) der Farbdruck (12) auf den Vorsatzbeton der Zwischenprodukte (2, 11) mit gleich bleibender Qualität aufgebracht wird und dass der Auftragswalze (12) eine ein Struktur-Druckbild erzeugende Stempelwalze zugeordnet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung bedruckter Betonerzeugnisse, insbesondere bedruckter Betonwerksteinplatten, bei dem aus wenigstens zwei Frischbetonen unter Verwendung eines feinkörnigen Vorsatzbetons Rohlinge geformt werden, die Rohlingen in einem Abbindungsprozess zu Zwischenprodukten ausgehärtet werden und auf den Vorsatzbeton der ausgehärteten Zwischenprodukte in einer Fertigungsstrecke in einem Innenbereich wenigstens ein Farbdruck aufgewalzt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung bedruckter Betonerzeugnisse aus Zwischenprodukten, mit wenigstens einem Fördermittel zum Weitertransport der Zwischenprodukte auf einer Fertigungsstrecke zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.
Es ist bekannt, dass der Witterung ausgesetzte Betonerzeugnisse durch Anhaftung von Verschmutzungen und durch Besiedelung mit Algen, Flechten und Pilzen unansehnlich werden. Bei Architekturen, denen ein ästhetisches Erscheinungsbild abverlangt wird, muß deshalb oftmals auf die Verwendung von Betonerzeugnissen verzichtet werden. Um die Verwendung von Betonerzeugnissen jedoch auch bei diesen Architekturen voranzubringen, ist es bekannt, Frischbeton einzufärben oder unabgebundene Betonerzeugnisse mit einer Bedruckung zu versehen, welche bei Abbindung des Betons in der oberen Betonschicht eingebunden wird. Die bekannten Verfahren sind jedoch nicht dazu geeignet, Betonerzeugnisse mit einem Erscheinungsbild herzustellen, das die feinen Maserungen und Strukturen von Natursteinprodukten und gebrannten Keramikprodukten nachempfindet. Deshalb konnten sich die mit den bekannten Verfahren hergestellten Betonerzeugnisse bei ästhetisch anspruchsvollen Architekturen nicht durchsetzen.
Ein Verfahren der eingangs genannten Gattung ist aus der DE 197 36 000 A1 bekannt. Dort ist ein Verfahren zur Herstellung bedruckter Betonerzeugnisse beschrieben, bei dem auf einen abgebundenen Rohling ein Farbdruck aufgebracht wird, der einen Untergrund für das Aufdrucken von Zeichen ausbildet. In dieser Druckschrift wurde beschrieben, den aufzubringenden Druck, beispielsweise ein weißes oder hellfarbiges Mittel vor dem Aufbringen zu erwärmen, anschließend aufzuwalzen und weiter anschließend durch Wärmeeinwirkung zu trocknen. In dieser Druckschrift ist jedoch nicht gezeigt, ein Betonerzeugnis mit einem ansehnlichen Erscheinungsbild auszurüsten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines lange erhaltbaren ansehnlichen Erscheinungsbildes für Betonerzeugnisse bereitzustellen, wobei dieses Erscheinungsbild feinste Strukturen nachbilden soll.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweils auf diese Patentansprüche rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung bedruckter Betonerzeugnisse zeichnet sich dadurch aus, dass auf dem Vorsatzbeton der Zwischenprodukte durch Materialabtrag für die Bedruckung vorgesehene Oberflächen geschaffen werden, dass in einer Fertigungsstrecke in einem Innenbereich die Zwischenprodukte vor Aufbringung des Farbdruckes über die Umgebungstemperatur hinaus erwärmt werden, dass mit einer auf die Dicke der Zwischenprodukte eingestellten Auftragswalze der Farbdruck auf den Vorsatzbeton der Zwischenprodukte mit gleich bleibender Qualität aufgebracht wird und dass der Auftragswalze eine ein Struktur-Druckbild erzeugende Stempelwalze zugeordnet wird. Die Aushärtung der Rohlinge erfolgt dabei auf Basis von Kristallisierungsprozessen, mit welchen sich das Gefügebild des Betons fortwährend verdichtet. Die bei der Verdichtung entstehende Kristallbildung verhindert das Eindringen der mit dem Farbdruck aufgebrachten Farbsubstanzen in das Gefügeinnere, sodass die Oberflächen ausgehärteter Zwischenprodukte besonders zur Aufbringung filigraner Druckbilder geeignet sind, deren äußeres Erscheinungsbild den Maserungen und Strukturen von Natursteinprodukten oder Keramikprodukten ähnlich ist.
Nach der Erfindung werden an den Zwischenprodukten durch Materialabtrag für die Bedruckung vorgesehene Oberflächen geschaffen. Der Materialabtrag dient dabei insbesondere der Verringerung der Oberflächenrauhigkeit. Außerdem werden mit dem Materialabtrag Verunreinigungen oder Schalungsmittelrückstände beseitigt, welche negativen Einfluss auf die Hafteigenschaften zwischen den zur Bedruckung vorgesehenen Oberflächen und dem aufzubringenden Farbdruck aufweisen. Zum Zwecke des Materialabtrags werden die Zwischenprodukte vorzugsweise sandgestrahlt, geschliffen oder abgesäuert. Durch das Schleifen des feinkörnigen Vorsatzbetons können besonders glatte Oberflächen hergestellt werden, deren Erscheinungsbild an die Oberflächen von Keramikerzeugnissen und Feinsteinzeug erinnern.
Nach der Erfindung werden die Zwischenprodukte weiterhin vor Aufbringung des Farbdruckes erwärmt. Mit der Erwärmung der Zwischenprodukte können sowohl die Hafteigenschaften zwischen den zur Bedruckung vorgesehenen Oberflächen und dem aufzubringenden Haftgrundmittel als auch die Hafteigenschaften zwischen den zur Bedruckung vorgesehenen Oberflächen und dem aufzubringenden Farbdruck verbessert werden. Die Erwärmung umfasst sowohl das Erwärmen der Zwischenprodukte über eine im Bereich der Bedruckung vorherrschende Umgebungstemperatur hinaus als auch ein beschleunigtes Aufwärmen der Zwischenprodukte, wenn sie zuvor in kühler temperierten Außenbereichen gelagert wurden. Zum Zwecke der Erwärmung werden die Zwischenprodukte vorzugsweise einer Infrarot-Strahlung ausgesetzt.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung werden die Zwischenprodukte bis zu einem Restfeuchtegehalt von weniger als 5%, insbesondere weniger als 4,5% ausgehärtet. Dieser Restfeuchtegehalt ist spätestens bei Erreichen der Normfestigkeit gegeben, sodass die Zwischenprodukte unmittelbar nach ihrer Aushärtung handelsverfügbaren Betonerzeugnissen entsprechen.
Weiterhin ist es für das Herstellungsverfahren von Vorteil, wenn die für die Bedruckung vorgesehenen Oberflächen entstaubt werden. Der Staub resultiert hier insbesondere aus dem Materialabtrag. Durch die Entstaubung werden die natürlichen Hafteigenschaften zwischen den zur Bedruckung vorgesehenen Oberflächen und dem aufzubringenden Farbdruck maßgeblich verbessert. Zum Zwecke der Entstaubung werden die zur Bedruckung vorgesehenen Oberflächen vorzugsweise abgeblasen oder abgewaschen.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung werden an den Zwischenprodukten durch Auftragen eines Haftgrundmittels für die Bedruckung vorgesehene Oberflächen geschaffen. Der Auftrag eines Haftgrundmittels kann anstatt des Entstaubens erfolgen. Vorzugsweise ist das Auftragen eines Haftgrundmittels jedoch ein ergänzender Verfahrensschritt, mit welchem die Hafteigenschaften zwischen den zur Bedruckung vorgesehenen Oberflächen und dem aufzubringenden Farbdruck weiter verbessert werden.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung wird der Farbdruck mit wenigstens einer Deckschicht versiegelt. Eine derartige Deckschicht weist mit Vorteil eine hohe Abrieb- und Kratzfestigkeit auf und schützt den Farbdruck vor äußeren Umwelteinflüssen, insbesondere vor UV-Strahlung und Feuchtigkeit. Die transparente Eigenschaften aufweisende Deckschicht wird vorteilhaft auf Basis eines Acrylharzes hergestellt.
Um die Hafteigenschaften zwischen dem Farbdruck und der aufzubringenden Deckschicht zu verbessern, wird der Farbdruck vor seiner Versiegelung nur teilweise ausgehärtet. Dieses teilweise Aushärten des Farbdruckes wird auch als „Gelieren des Farbdruckes” bezeichnet und erfolgt vorzugsweise mittels UV-Strahlung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat wenigstens ein Fördermittel zum Weitertransport der Zwischenprodukte auf einer Fertigungsstrecke und zeichnet sich dadurch aus, dass die Fertigungsstrecke wenigstens eine Auftragswalze aufweist und dass die Auftragswalze und das Fördermittel über eine Höhenverstelleinrichtung miteinander verbunden sind, wobei die Fertigungsstrecke wenigstens eine Auftragswalze aufweist und die Auftragswalzen und das Fördermittel über jeweils eine Höhenverstelleinrichtung miteinander verbunden sind. Dabei dient die Auftragswalze der Aufbringung des Farbdruckes auf die Zwischenprodukte. Die Höhenverstelleinrichtung dient hingegen der Abstandsänderung zwischen der Auftragswalze und dem Fördermittel, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft zur Bedruckung diverser Betonerzeugnisse geeignet ist. Insbesondere ist sie jedoch zur Bedruckung von handelsverfügbaren Betonformsteinen und Betonformplatten unterschiedlicher Dicke und Größe geeignet. Die Herstellung der handelsverfügbaren Betonerzeugnisse ist Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens, in welchem die handelsverfügbaren Betonerzeugnisse die Zwischenprodukte sind. Bevorzugt weist die Fertigungsstrecke mehrere Auftragswalzen auf, die zur Aufbringung unterschiedlicher Druckfarben eingesetzt werden. Auf diese Weise können mit Vorteil alle erdenklichen Maserungen, Strukturen und Farbgebungen realisiert werden.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat die Fertigungsstrecke wenigstens einen Abstandssensor zur Dickenmessung der auf dem Fördermittel beförderten Betonerzeugnisse, wobei der Abstandssensor und die Höhenverstelleinrichtung über eine elektrische Steuerung miteinander verbunden sind. Damit stellt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung automatisch auf die Dicke der zu bedruckenden Betonerzeugnisse ein, so dass eine gleich bleibende Qualität des Farbdruckes gewährleistet ist. Selbstverständlich kann die elektrische Steuerung mit einem Rechner realisiert werden, der über ein Tastenfeld und eine Anzeigeeinrichtung verfügt, so dass sämtliche Steuer- und Regelfunktionen bequem und sicher von einem zentralen Ort aus überwacht und beeinflußt werden können.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung weist die Fertigungsstrecke wenigstens einen Wärmestrahler auf, der vor der Auftragswalze angeordnet ist. Der Wärmestrahler dient der Erwärmung der Zwischenprodukte vor der Aufbringung des Farbdruckes. Der Wärmestrahler ist derart an der Fertigungsstrecke angeordnet, dass sein Strahlungsfeld von sämtlichen auf der Fertigungsstrecke transportierten Betonerzeugnissen durchlaufen wird.
Außerdem weist die Fertigungsstrecke wenigstens einen UV-Strahler auf, der hinter der Auftragswalze angeordnet ist. Der UV-Strahler dient insbesondere der Aushärtung oder dem Gelieren von Farbdruck, Haftgrundmittel und/oder Deckschicht. Zur Trocknung wasserlöslicher Farbdrucke, Haftgrundmittel oder Deckschichten liegt es selbstverständlich im Rahmen der Erfindung, die Fertigungsstrecke mit wenigstens einem Wärmestrahler auszurüsten.
Nach einer ganz besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Auftragswalze wenigstens eine ein Druckbild erzeugende Stempelwalze zugeordnet. Diese dient der Aufbringung von Druckbildern, welche bestimmte Maserungen, Strukturen, Muster oder Grafiken wiedergeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist mit Vorteil eine Walzenaufnahme auf, die ein schnelles Auswechseln einer Stempelwalze gegen eine andere Stempelwalze ermöglicht. Der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit ein ständig erweiterbarer Satz an Stempelwalzen zuordbar, mit denen jeweils ein anderes Druckbild erzeugt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
1: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem ersten Teil ihrer Fertigungsstrecke; und
2: eine Seitenansicht gemäß 1 mit einem zweiten Teil ihrer Fertigungsstrecke.
Die 1 und 2 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Fördermittel 1 zum Weitertransport von Zwischenprodukten 2 auf einer Fertigungsstrecke 3 gemäß 1 und einer sich daran anschließenden Fertigungsstrecke 4 gemäß 2. Die Fertigungsstrecke 3 weist zwei Wärmestrahler 5, 6 auf, die vor drei Auftragswalzen 7, 8, 9 angeordnet sind. Mit der Auftragswalze 7 werden an den die Wärmestrahler 5, 6 verlassenden Zwischenprodukten 2 durch Auftragen eines Haftgrundmittels 10 für die Bedruckung vorgesehene Oberflächen geschaffen. Auf das Haftgrundmittel 10 wird mit der Auftragswalze 8 ein Farbdruck 12 aufgebracht. Außerdem weist die Fertigungsstrecke 4 einen UV-Strahler 13 auf, mit welchem der Farbdruck 12 der die Auftragswalze 8 verlassenden Zwischenprodukte 14 geliert wird. Mit der Auftragswalze 9 wird der gelierte Farbdruck 15 der den UV-Strahler 13 verlassenden Zwischenprodukte 16 mit einer Deckschicht 17 versiegelt. Hinter der Auftragswalze 9 sind zwei weitere UV-Strahler 18, 19 angeordnet, unter denen die Deckschicht 17 der die Auftragswalze 9 verlassenden Zwischenprodukte 20 ausgehärtet wird. Die Zwischenprodukte 20 verlassen das Strahlungsfeld des UV-Strahlers 19 als bedruckte Betonerzeugnisse 21 mit einer ausgehärteten Deckschicht 22. Jede Auftragswalze 7, 8, 9 und das Fördermittel 1 sind über eine Höhenverstelleinrichtung 23, 24, 25 miteinander verbunden. Außerdem weist die Fertigungsstrecke 3, 4 den Auftragswalzen 7, 8, 9 vorgeordnete Abstandssensoren 26, 27, 28 zur Dickenmessung der auf dem Fördermittel 1 beförderten Zwischenprodukte 2, 11, 16 auf. Die Abstandssensoren 26, 27, 28 und die Höhenverstelleinrichtungen 23, 24, 25 sind jeweils über eine elektrische Steuerung 29, 30, 31 miteinander verbunden.

Claims

Verfahren zur Herstellung bedruckter Betonerzeugnisse, insbesondere bedruckter Betonwerksteinplatten, bei dem aus wenigstens zwei Frischbetonen unter Verwendung eines feinkörnigen Vorsatzbetons Rohlinge geformt werden, die Rohlinge in einem Abbindungsprozess zu Zwischenprodukten ausgehärtet werden und auf den Vorsatzbeton der ausgehärteten Zwischenprodukte in einer Fertigungsstrecke in einem Innenbereich wenigstens ein Farbdruck aufgewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Vorsatzbeton der Zwischenprodukte (2, 11) durch Materialabtrag für die Bedruckung vorgesehene Oberflächen (10) geschaffen werden, dass die Zwischenprodukte (2, 11) vor Aufbringung des Farbdruckes (12) über die Umgebungstemperatur hinaus erwärmt werden, dass mit einer auf die Dicke der Zwischenprodukte (2, 11) eingestellten Auftragswalze (7, 8, 9) der Farbdruck (12) auf den Vorsatzbeton der Zwischenprodukte (2, 11) mit gleich bleibender Qualität aufgebracht wird und dass der Auftragswalze (12) eine ein Struktur-Druckbild erzeugende Stempelwalze zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenprodukte (2) bis zu einem Restfeuchtegehalt von weniger als 5% ausgehärtet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenprodukte (2, 11) zwecks Materialabtrag sandgestrahlt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenprodukte (2, 11) zwecks Materialabtrag geschliffen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für den Farbdruck (12) vorgesehenen Oberflächen entstaubt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Zwischenprodukten (2) durch Auftragen eines Haftgrundmittels (10) für den Farbdruck (12) vorgesehene Oberflächen geschaffen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenprodukte (2) zwecks Erwärmung einer Infrarot-Strahlung ausgesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbdruck (12) mit wenigstens einer Deckschicht (17) versiegelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbdruck (12) vor seiner Versiegelung teilweise ausgehärtet wird.
Vorrichtung zur Herstellung bedruckter Betonerzeugnisse aus Zwischenprodukten, mit wenigstens einem Fördermittel zum Weitertransport der Zwischenprodukte auf einer Fertigungsstrecke zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Fertigungsstrecke (3, 4) wenigstens eine Auftragswalze (7, 8, 9) aufweist und die Auftragswalzen (7, 8, 9) und das Fördermittel (1) über jeweils eine Höhenverstelleinrichtung (23, 24, 25) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsstrecke (3, 4) vor der wenigstens einen Auftragswalze (7, 8, 9) wenigstens einen Abstandssensor (26, 27, 28) zur Dickenmessung der auf dem Fördermittel (1) beförderten Zwischenprodukte (2, 11, 16) aufweist und dass der Abstandssensor (26, 27, 28) und die Höhenverstelleinrichtung (23, 24, 25) über eine elektrische Steuerung (29, 30, 31) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsstrecke (3, 4) wenigstens einen Wärmestrahler (5, 6) aufweist, der vor der wenigstens einen Auftragswalze (7, 8, 9) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsstrecke (3, 4) wenigstens einen UV-Strahler (13, 18, 19) aufweist, der hinter der wenigstens einen Auftragswalze (7, 8, 9) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Auftragswalze (7, 8, 9) wenigstens eine ein Druckbild erzeugende Stempelwalze zugeordnet ist.