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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines Echtsteinfurniers, insbesondere eines Schiefer-Echtsteinfurniers. Ein solches Echtsteinfurnier kann beispielsweise im Automobilbereich als Teil einer Innenverkleidung, in der Möbelindustrie zur Vergütung eines Möbelstücks oder in der Baubranche als Wandverkleidung verwendet werden.
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Stand der Technik
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Sogenannte Echtsteinfurniere sind bereits bekannt. Beispielsweise werden in der
WO 2018/046528 A1 ein Echtsteinfurnier sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung beschrieben. Das Echtsteinfurnier umfasst hierbei eine Steinschicht auf einer Trägerschicht, wobei die freiliegende Steinoberfläche eine Metallschicht eine Dicke im Bereich von 0,05pm bis 0,5pm und die Steinschicht zusammen mit dem Träger eine Dicke im Bereich von 0,3 bis 5mm aufweist. Mit einem solchen Echtsteinfurnier können dekorative Flächen zur Herstellung von Fassadenflächen, Wandflächen, Bodenflächen, Möbeloberflächen und Kraftfahrzeuginnenverkleidungen bereitgestellt werden.
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Allerdings haben Herstellungsverfahren zum Herstellen von Echtsteinfurnieren oftmals den Nachteil, dass relativ lange Aushärtezeiten eingehalten werden müssen und teilweise keine reproduzierbare Qualität erreicht werden kann. Auch werden Echtsteinfurniere in vielen Fällen manuell hergestellt, wodurch nicht nur die Herstellungszeit verlängert wird, sondern auch bestimmte Maßnahmen im Verfahrensablauf eingehalten werden müssen.
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Gegenstand der Erfindung
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Die Erfindung zielt auf ein Verfahren ab, mit dem ein Echtsteinfurnier bei hoher Fertigungsqualität und kürzerer Fertigungszeit hergestellt werden kann.
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Anspruch 1 stellt ein entsprechendes Verfahren bereit. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt oder nachfolgend beschrieben. Ferner betrifft die Erfindung ein Echtsteinfurnier.
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Insbesondere wird ein Verfahren zum Herstellen eines Echtsteinfurniers bereitgestellt, welches Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Auftrag eines reaktiven Kunststoffmaterials auf einem Stein, wobei der Stein ablösbare Partikel aufweist, zumindest teilweises Aushärten des reaktiven Kunststoffmaterials, Aufnehmen des zumindest teilweise ausgehärteten Kunststoffmaterials im Bereich eines Aufnahmeabschnitts, und Ablösen des zumindest teilweise ausgehärteten Kunststoffmaterials derart, dass Partikel des Steins vom Kunststoffmaterial gehalten werden, wobei zum Ablösen eine Anpresskraft aufgebracht wird.
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Bei einem Echtsteinfurnier handelt es sich um eine an einer Trägerschicht vorgesehenen Natursteinschicht. Beispielsweise kann es sich bei dem Natursteinmaterial um Schiefer handeln, der an einer Kunststoffschicht, insbesondere einer Polyurethan-Schicht, angebracht ist.
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Der Stein kann insbesondere als Steinplatte, beispielsweise als Schieferstein-Platte, ausgebildet sein.
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Ein Ablösebereich ist ein Bereich, in dem sich das Kunststoffmaterial, das Partikel des Steins hält, vom Stein ablöst. Zum Ablösen des Kunststoffmaterials wird ein Aufnahmeabschnitt des Kunststoffmaterials (beispielsweise ein Randbereich des flächig aufgetragenen Kunststoffmaterials) gehalten und das Kunststoffmaterial gezogen.
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Der Aufnahmeabschnitt (auch als „Abrisskante“ bezeichnet) kann als eine ein- oder beidseitig aufgedickte Kunststoffschicht ausgebildet sein. Beispielsweise wird das Kunststoffmaterial mehrschichtig aufgebracht, insbesondere aufgesprüht.
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Alternativ oder zusätzlich kann der Aufnahmeabschnitt aus einem Materialabschnitt, insbesondere einem Textil, wie beispielsweise einem Glasfaservlies oder -gewebe, ausgebildet sein, wobei der Materialabschnitt vor dem Auftrag des Kunststoffmaterials am Stein aufgelegt wird oder während oder nach dem Auftrag des Kunststoffmaterials auf das Kunststoffmaterial aufgelegt wird. Beispielsweise kann ein solcher Materialabschnitt zwischen zwei Schichten des Kunststoffmaterials aufgebracht werden.
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Ein Echtsteinfurnier besitzt durch das Verkrallen zwischen reaktivem Kunststoff und Stein/Steinpartikeln eine echte Steinoberfläche, die sich aus mehreren einzelnen Partikeln oder Schichtabschnitten zusammensetzt. Durch den partikelförmigen, schuppenartigen Aufbau vermittelt die Oberfläche des Furniers den Eindruck eines echten Steins. Gegenüber einem Stein hat das Echtsteinfurnier jedoch unter anderem den Vorteil, dass das Echtsteinfurnier biegsam ist und entsprechend in verschiedenen Anwendungsfällen verarbeitet werden kann. Auch kann eine relativ geringe Dicke mit entsprechend niedrigem Gewicht bereitgestellt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem reaktiven Kunststoffmaterial um ein Polyurethan-Material. Das Polyurethan-Material kann durch Mischen mehrerer Komponenten bereitgestellt werden. Hierfür kann beispielsweise ein Mischkopf vorgesehen sein, der zwei, drei oder mehr Komponenten mischt und das reaktive Gemisch ausgibt. Es hat sich gezeigt, dass Polyurethan in einer relativ dünnen Schicht aufgetragen werden kann und beim Ablösen der zumindest teilweise ausgehärteten Polyurethanschicht Partikel des Steins durch die Polyurethanschicht gehalten werden können.
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Dem Kunststoffmaterial kann ein festes und/oder flüssiges Füllmaterial aufweisen oder dem Kunststoffmaterial kann ein festes und/oder flüssiges Füllmaterial, insbesondere während oder nach dem Auftragen des Kunststoffmaterials auf dem Stein, zugefügt werden.
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Insbesondere kann das Füllmaterial als Flammschutz-Material ausgebildet sein und dabei flammhemmende oder feuerbeständige Eigenschaften aufweisen. Somit ist das beigemischte Material nicht oder schwer entflammbar. Hierzu können Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder Trialkylphospat zum Einsatz kommen. Glasfasern oder pulverförmiges Glasfaser-Material hat eine brandhemmende Wirkung, die zusätzlich zu einer Verstärkungswirkung vorteilhaft sein kann.
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Es ist bevorzugt, dass das Füllmaterial ein oder mehrere Textilabschnitte (insbesondere Gewebe oder Wirrfasergelege), Fasern (beispielsweise Glas-, Aramid-, oder Carbonfasern), Hohlglaskugeln, pulverförmiges Glas- Aramid oder Carbon-Material, oder Fibride umfasst, um das Kunststoffmaterial zu verstärken.
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Insbesondere ist es möglich, während eines Sprühauftrags Fasern oder Fibride in das Kunststoffmaterial einzublasen. Auch ist es möglich, nach Auftragen des Kunststoffmaterials Textilabschnitte, Fasern oder Fibride in das noch nicht ausgehärtete Kunststoffmaterial einzubringen.
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Es ist bevorzugt, dass das am Stein aufgetragene Kunststoffmaterial eine Schichtdicke zwischen 0,3 - 1,2 mm, bevorzugt 0,4 - 0,9 mm, aufweist. Somit ist das Kunststoffmaterial vergleichsweise dünnwandig, wodurch die Handhabung erleichtert wird.
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Das Auftragen des Kunststoffmaterials kann mit einem Sprühverfahren erfolgen. Auf diese Weise wird ein gleichmäßiger Materialauftrag gewährleistet. Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, das Auftragen mit einem Hochdruck-Sprühverfahren auszuführen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass ein Aushärten bei Umgebungstemperatur oder unter Einsatz einer Wärmequelle, bevorzugt einem Umluftofen oder IR-Strahler, erfolgt. Ein Aushärten bei Umgebungstemperatur ermöglicht einen relativ einfach Verarbeitungsprozess. Ein Aushärten des reaktiven Kunststoffmaterials kann durch Verwendung der Wärmequelle beschleunigt werden.
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Zum Ablösen des zumindest teilweise ausgehärteten Kunststoffmaterials kann eine Ablösevorrichtung eingesetzt werden, um eine reproduzierbare Verarbeitungsqualität zu gewährleisten.
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Dabei ist es ferner bevorzugt, das am Stein aufgetragene und zumindest teilweise ausgehärtete Kunststoffmaterial, insbesondere bei gleichbleibender Anpresskraft, rollend abzulösen. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch die Partikel des Steins sicher am Kunststoffmaterial verbleiben, sodass eine hohe Fertigungsqualität gewährleistet wird.
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Die Ablösevorrichtung kann eine Rolle aufweisen, die zum Ablösen des zumindest teilweise ausgehärteten Kunststoffmaterials die Anpresskraft am Kunststoffmaterial aufbringt und das abgelöste Kunststoffmaterial zumindest abschnittsweise aufnimmt. Somit kann das Kunststoffmaterial mit den Stein-Partikeln sicher aufgenommen werden.
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Zum Ablösen kann der Aufnahmeabschnitt mit einer Greifeinrichtung, bevorzugt mit einem Klemmbalken, gegriffen werden, sodass eine große Haltekraft bereitgestellt werden kann.
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Es ist bevorzugt, dass der Stein Schiefer ist. Es hat sich gezeigt, dass das Kunststoffmaterial insbesondere von Schiefer Partikel aufnehmen kann, sodass ein hochwertiges Echtsteinfurnier bereitgestellt wird.
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Ferner wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines Echtsteinfurniers bereitgestellt, die insbesondere geeignet ist, ein Verfahren gemäß einem der zuvor genannten Aspekte auszuführen. Die Vorrichtung umfasst: eine Auflageeinrichtung zur Auflage eines Steins, insbesondere einer Steinplatte, eine Auftragseinrichtung zum Auftragen eines reaktiven Kunststoffmaterials auf dem Stein, und eine Ablösevorrichtung, die eingerichtet ist, das am Stein aufgetragene und zumindest teilweise ausgehärtete Kunststoffmaterial abzulösen, indem beim Ablösen eine Anpresskraft aufgebracht wird.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Auftragseinrichtung eine Sprühvorrichtung. Auf diese Weise kann ein gleichmäßiger Materialauftrag ermöglicht. Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, das Auftragen mit einem Hochdruck-Sprühverfahren auszuführen.
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Es ist bevorzugt, dass die Ablösevorrichtung eine Rolle aufweist, die zum Ablösen des zumindest teilweise ausgehärteten Kunststoffmaterials die Anpresskraft am Kunststoffmaterial aufbringt. Somit kann das Kunststoffmaterial mit den Stein-Partikeln sicher aufgenommen werden.
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Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Rolle einen Ankoppelabschnitt zur Aufnahme des Aufnahmeabschnitts des Kunststoffmaterials oder einer den Aufnahmeabschnitt des Kunststoffmaterials haltenden Greifeinrichtung aufweist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Greifeinrichtung zum Greifen eines Aufnahmeabschnitts des Kunststoffmaterials aufweisen. Somit wird eine große Haltekraft bereitgestellt, um das Kunststoffmaterial mit den Stein-Partikeln vom Stein abzulösen.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Echtsteinfurnier, umfassend ein ausgehärtetes, reaktives Kunststoffmaterial, insbesondere Polyurethan, das abschnittsweise Partikel eines Steins, insbesondere ein Schiefermaterial, aufnimmt. Das Echtsteinfurnier kann mit einem Verfahren gemäß einem der zuvor genannten Aspekte hergestellt sein.
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Das Kunststoffmaterial kann eine Schichtdicke zwischen 0,3 - 1,2 mm, bevorzugt 0,4 - 0,9 mm, aufweist.
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Ferner kann das Kunststoffmaterial Fasern, bevorzugt faser- oder pulverförmig, Hohlglaskugeln, oder Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder Trialkylphospat enthalten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält das Kunststoffmaterial ein oder mehrere Textilabschnitte (beispielsweise Gewebe oder Wirrfasergelege, Fasern, insbesondere Glas-, Aramid-, oder Carbonfasern, oder Fibride.
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Figurenliste
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- 1a zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Herstellen eines Echtsteinfurniers.
- 1b zeigt die in 1 dargestellte Vorrichtung beim Ablösen des Echtsteinfurniers von einer Steinplatte.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Nachfolgend wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Weitere in diesem Zusammenhang genannte Modifikationen bestimmter Einzelmerkmale können jeweils miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen auszubilden.
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Eine Vorrichtung 1 zum Herstellen eines Echtsteinfurniers umfasst eine Transporteinrichtung 10 sowie eine Ablösevorrichtung 20. Die Transporteinrichtung 10 ist derart ausgebildet, dass diese einen Stein aufnehmen und in den Bereich der Ablösevorrichtung 20 transportieren kann. Ferner ist die Transporteinrichtung 10 eingerichtet, den Stein S aus dem Bereich der Ablösevorrichtung 20 wegzuführen.
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Der Stein S ist hierbei ein plattenförmiger Echtstein, insbesondere eine Schieferplatte. Hierzu wird aus einem Steinblock ein plattenförmiger Echtstein herausgesägt.
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Die Ablösevorrichtung 20 umfasst eine Führungseinrichtung 21, die sich oberhalb der Transporteinrichtung 10 erstreckt. An der Führungseinrichtung 21 ist eine zylinderförmige Rolle 22 vorgesehen, die ausgehend von einem oberen Bereich der Führungseinrichtung 21 absenkbar und in einer horizontalen Richtung entlang der Führungseinrichtung 21 bewegbar ist. An der Rolle 22 ist ein Ankoppelabschnitt 22a angebracht oder ausgebildet, an dem eine Greifeinrichtung 25 oder ein Abschnitt eines Echtsteinfurniers angebracht und gehalten werden kann.
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Die Greifeinrichtung 25 ist derart angeordnet und bewegbar, dass diese einen Aufnahmeabschnitt des Echtsteinfurniers aufnehmen und zumindest zeitweise halten kann. Die Greifeinrichtung 25 kann beispielsweise als Klemmgreifer ausgebildet sein, der mittels einer (nicht dargestellten) Handhabungseinrichtung in horizontaler Richtung zum Stein S und somit zum am Stein S ausgebildeten Echtsteinfurnier bewegt werden kann.
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In der beschriebenen Ausführungsform ist die Greifeinrichtung 25 von der (nicht dargestellten) Handhabungseinrichtung abnehmbar, sodass die Greifeinrichtung 25 mit dem von der Greifeinrichtung 25 aufgenommenen Echtsteinfurnier an den Ankoppelabschnitt 22a der Rolle 22 ankoppelbar ist.
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Nachfolgend soll ein Verfahrensablauf gemäß einer Ausführungsform zum Ausbilden eines Echtsteinfurniers beschrieben werden.
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Zunächst wird ein Zweikomponenten-Kunststoffmaterial (hier: Polyurethanmaterial) am Stein S mittels Sprühauftrag aufgetragen. Während des Aufsprühens des Zweikomponenten-Kunststoffmaterials kann der Kunststoff mit einem flüssigen oder festen Flammschutzmaterial versetzt werden, und/oder es können weitere Stoffe zugegeben werden, beispielsweise Kurzglasfasern (faser- oder pulverförmig, Länge ≤0,2 mm), Hohlglaskugeln (bevorzugt D/10/90 10-150 µm) oder Aluminiumhydroxid. Zusätzlich zu dem Sprühvorgang können Verstärkungen in Form eines Textils, insbesondere eines Gewebes mit Flächengewicht 49 g/m2 oder eines Wirrfasergeleges, oder Fasern (beispielsweise Glas, Aramid, Carbon, Längen Kurzfaser - 0,50-3,00 mm oder Langfaser - 3,00-10,00 mm) oder Fibriden eingebracht werden.
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Das Kunststoffmaterial wird mittels Sprühauftrag in einer oder mehreren Schichten mit einer gesamten Schichtdicke im Bereich von 0,3-1,2mm, bevorzugt im Bereich von 0,4-0,9mm, auf dem Stein S aufgetragen. Dabei wird an einer Seite des Steins S ein Aufnahmeabschnitt vorbereitet oder ausgebildet, der für den nachfolgend beschriebenen Lösevorgang zum Anlösen des Echtsteinfurniers dient.
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Der Aufnahmeabschnitt (auch als „Abrisskante“ bezeichnet) kann dabei als eine ein- oder beidseitig aufgedickte Kunststoffschicht ausgebildet sein, die durch den Sprühauftrag erstellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Aufnahmeabschnitt aus einem Textil, insbesondere einem Glasfaservlies oder -gewebe, ausgebildet sein, das vor oder während des Sprühauftrags überlappend an einer Seite des Steins S aufgelegt oder befestigt wird. Auch kann ein solches Textil während zwei Sprühschichten und nach dem Sprühauftrag aufgebracht werden.
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Nach dem Auftrag härtet das reaktive Polyurethan-Kunststoffmaterial zumindest teilweise aus und verkrallt sich dabei mit dem Stein S. Das Aushärten kann bei Umgebungstemperatur erfolgen, oder für das Aushärten kann, um den Aushärtegang zu beschleunigen, zusätzlich eine Wärmequelle, beispielsweise ein Umluftofen oder ein IR-Strahler, eingesetzt werden.
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Nachdem das Kunststoffmaterial ausgehärtet ist, wird der Aufnahmeabschnitt mit der Greifeinrichtung 25 ergriffen und vom Stein S abgelöst. Die Greifeinrichtung 25 wird mit dem angelösten Echtsteinfurnier in Richtung der Rolle 22 bewegt. Die Rolle 22 wiederum fährt vor oder während des Anlösens des Echtsteinfurniers in Richtung des Steins S auf das Echtsteinfurnier hinab und drückt mit einer gewissen Anpresskraft auf das Kunststoffmaterial, das die Rückseite des Echtsteinfurniers bildet. Das von der Greifeinrichtung 25 gehaltene Echtsteinfurnier wird an den Ankoppelabschnitt 22a der Rolle 22 übergeben und an diesem befestigt, indem die Greifeinrichtung 25 selbst an den Ankoppelabschnitt 22a angekoppelt oder das Echtsteinfurnier von der Greifeinrichtung 25 zum Ankoppelabschnitt 22a übergeben wird.
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Nunmehr wird die Rolle 22 in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung entlang der Führungseinrichtung 21 bewegt, sodass die Rolle 22 eine bestimmte Anpresskraft an der Rückseite des Echtsteinfurniers aufbringt und während des Abrollvorgangs der Rolle 22 das Echtsteinfurnier vom Stein S abgelöst wird. Das Echtsteinfurnier wird durch diese Bewegung an der Rolle 22 aufgewickelt und kann nach vollständigem Ablösen vom Stein S wieder von der Rolle 22 abgewickelt werden.
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Das Echtsteinfurnier besitzt nach dem Abzug durch die Haltekräfte zwischen dem Kunststoffmaterial und den Partikeln/Schichten des Steins S eine Steinoberfläche, die sich aus mehreren einzelnen Schieferpartikeln zusammensetzt. Durch den partikelförmigen, schuppenartigen Aufbau hat das Echtsteinfurnier an der Sichtseite das Erscheinungsbild eines echten Steins, ist jedoch gleichzeitig durch das Kunststoffmaterial flexibel.
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Nach dem Ablösevorgang wird der Stein S aus dem Bereich der Ablösevorrichtung 20 bewegt, geprüft und gesäubert, und kann somit für einen neuen Herstellungsvorgang vorbereitet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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