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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung einer Stein-Polyurethan-Hartschaum-Verbundplatte, insbesondere
für deren
Verwendung als Arbeits- oder
Abdeckplatte im Küchen-
oder Sanitärbereich,
gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Naturstein-, insbesondere Granitplatten
erfreuen sich zunehmender Beliebtheit im Bereich der Gestaltung
von Arbeitsplatten für
Küchen.
Derartige Platten sind pflegeleicht, widerstandsfähig gegen mechanische
Beschädigungen
und besitzen ein sehr ansprechendes Äußeres.
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Die Problematik des Einsatzes von
Granitplatten besteht in der schwierigen Vor-Ort-Bearbeitbarkeit.
Im Regelfall bedarf es eines exakten Aufmaßes und einer ebenso exakten
Fertigung der Granitplatte in den Werkstätten des ausführenden
Unternehmens. Treten hier beim Aufmaß Fehler auf, dann bestehen
regelmäßig Schwierigkeiten
bei einer Änderung
der Plattenabmaße
am Ort des Kücheneinbaus.
Granitplatten in Wohnumgebung zu bearbeiten ist mit einer außerordentlichen
Lärm- und
Schmutzbelastung verbunden und daher wenig wünschenswert.
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Ein weiteres Problem besteht in der
Feuchtedurchlässigkeit
von Natursteinmaterialien. Im Küchenbereich
ist Feuchte auf einer Arbeitsplatte unvermeidlich. Diese Feuchte
dringt nach und nach über
die Naturstein-Abdeckplatte in die darunter liegenden Möbelteile
mit der Folge, daß diese
aufquellen und unbrauchbar werden. Da ein solcher Schaden oftmals
erst zu spät
bemerkt wird, sind die Folgen auch unter dem Aspekt einer nicht
mehr gegebenen Garantieleistung sehr unangehm.
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Letztendlich sind massive Granitplatten
mit üblichen
Abmessungen im Meterbereich sehr schwer, so daß beim Einbau unter Umständen mehrere
Personen mit der Montage befaßt
sind. Dies führt
zu höheren
Kosten und damit zu einer geringeren Effektivität beim Einbau von Küchen oder
sanitären
Einrichtungen, die die vorerwähnten
Natursteinplatten aufweisen.
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Aus dem Vorgenannten ist es daher
Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren zur Herstellung
einer Stein-Polyurethan-Hartschaum-Verbundplatte, insbesondere für deren
Verwendung als Arbeits- oder Abdeckplatte im Küchen- oder Sanitärbereich
anzugeben, wobei im Ergebnis des Herstellungsprozesses ein neuartiges
Produkt zur Verfügung
steht, das in besonders vorteilhafter Weise nachbearbeitet werden
kann, das trotz einer reduzierten Masse über eine hohe Stabilität verfügt und welches
sicherstellt, daß Feuchte
nicht in Barunterliegende Abschnitte, z.B. auf ein Holzmöbel, gelangen
kann.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung
erfolgt mit einem Verfahren in seiner Definition gemäß Patentanspruch
1, wobei die Unteransprüche
mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen
und Weiterbildungen darstellen.
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Insbesondere Anspruch 7 zielt auf
ein bevorzugtes Verfahren zur Bearbeitung der erfindungsgemäßen Verbundplatte.
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Erfindungsgemäß erfolgt in einem ersten Schritt
ein Kalibrieren der Steinplatte, insbesondere Natursteinplatte,
und zwar in einem Randstreifenbereich. Unter Kalibrieren wird hier
ein Auf-Maß-Schleifen
und Glätten
der Platte im Randstreifenbereich verstanden.
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Eine ebenso kalibrierte Fläche wird
bei einem streifenförmigen
Gegenstück,
ebenfalls bevorzugt aus Naturstein bestehend, ausgebildet.
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Das Randstreifen-Gegenstück wird
dann mit der kalibrierten Fläche
der quasi Hauptplatte durch Klebung verbunden.
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Die Hauptplatte und das Randstreifen-Gegenstück besitzen
in Länge
und/oder Breite ein Übermaß.
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Zum Erhalten des exakten Endmaßes wird dann
eine Trennung vorgenommen, anschließend die Trennfläche poliert
und gefast. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß eine sehr
saubere Klebefuge an der Sichtseite entsteht. Die Klebefuge verhindert im übrigen einen
Transport von Feuchtigkeit in Richtung Plattenunterseite, da der
Kleber eine Art Sperrschicht im Bereich des Randstreifens darstellt.
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Die so vorbehandelte Platte, die
im Randstreifen erhöht
ist, wird dann zur eigentlichen Verbundplatte weiterverarbeitet.
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Hierfür wird das Natursteinmaterial,
z.B. Granit, getrocknet, vorzugsweise indem die vorbehandelte Platte
in einen Trockenofen oder eine Trockenkammer überführt wird.
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Im Anschluß wird die Platte mit aufgeklebtem Randstreifen-Gegenstück und damit
erhöhter
Kante in ein Form- bzw. Preßwerkzeug überführt.
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Die Platte wird mit der späteren Oberseite nach
unten auf einem Tragelement des Formwerkzeugs gehalten und mittels
verstellbarer Rahmenteile seitlich umschlossen.
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Diese Rahmenteile können mittels
Bolzen und Exzenterhalterung je nach der gewünschten Plattenform auf dem
Tragelement fixiert werden.
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Kleine, z.B. würfelförmige oder quaderförmige Abstandshalter
werden in dem Bereich eingelegt, wo im Anschluß eine Plattenrückseite
oder Deckplatte aus z.B. Preßpappe
oder einer dünnen
Sperrholzplatte zur Auflage kommt.
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Die Abstandshalter können beispielsweise aus
einem Kunststoff, z.B. Styropor, bestehen.
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Nachdem die Abstandshalter aufgebracht wurden,
wird die vorerwähnte
Plattenrückseite
eingelegt.
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Im Anschluß hieran wird der Oberstempel des
Werkzeugs zum Abschluß der
herzustellenden Verbundplatte heruntergefahren bzw. es erfolgt eine Relativbewegung
von Unter- zu Oberstempel.
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Danach wird z.B. mit einer Schaumkanone vorbereiterer
Zweikomponenten-Polyurethan-Schaum
in den Freiraum eingebracht. Ein Spezialtrennmittel auf der Basis
eines fetthaltigen Stoffes stellt sicher, daß durch das Einschäumen keine
Verfärbungen
des Natursteinmaterials eintreten.
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Es hat sich gezeigt, daß insbesondere
sogenanntes Melkfett als Trennmittel hervorragend geeignet ist. Übliche ölhaltige
Trennmittel oder solche auf Silikonbasis führen zu farblichen Veränderungen
des Steines und sind ungeeignet.
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Nach dem erfolgten Aushärten des
Polyurethan-Schaums kann das Formwerkzeug geöffnet werden und es erfolgt
ein Entfernen der seitlichen Rahmenteile zum Zweck der Entnahme
der Platte.
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Mit dem erläuterten Verfahren wird ein
tatsächlicher
echter Verbund und keine mechanisch nicht ausreichend feste Sandwichstruktur
erreicht. Dies deshalb, da das eingeschäumte Polyurethan-Material sich
unmittelbar mit der rauhen unbehandelten Innenseite des Naturstein-
bzw. Granitmaterials verbindet.
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Bevorzugt liegt das Verhältnis zwischen
der PUR-Schicht und der Dicke des Natursteinmaterials bei etwa 1:1.
Zur weiteren Masseerleichterung sind auch Dickenverhältnisse
im Bereich Naturstein zu 1/4 und Polyurethan-Schaumdicke zu 3/4
denkbar.
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Es liegt im Sinne der Erfindung,
daß anstelle von
Granit auch andere Natursteinmaterialien, Kunststeine, Sandsteine,
aber auch gefärbtes
Glas zur Anwendung kommen können.
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Letztendlich ist es möglich, Kühl- oder
Heizelemente einzubringen, die dann mittels PUR-Schaum fixiert werden
und somit einen integralen Bestandteil der Platte darstellen. Hier
ist es von Vorteil, daß die
Kühl- oder
Heizschlangen auf der einen Seite in engem Kontakt mit der Innenfläche des Natursteins
stehen und auf der anderen Seite durch die bevorzugten Dämmeigenschaften
des PUR-Schaumstoffs Wärmeverluste
zur Rückseite der
Platte hin reduziert werden. Da die Dauertemperatur-Belastbarkeit
des PUR-Schaummaterials
im Bereich von –30°C bis +90°C liegt,
kann z.B. bei einem Waschtisch ein Beheizen dieses vorgenommen werden,
ohne daß der
PUR-Hartschaum in
nachteiliger Weise beeinflußt
wird.
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Ein wesentlicher Vorteil der Polyurethan-Hartschaumschicht
besteht darin, daß diese keinerlei
Feuchtedurchtritt ermöglicht.
Dies ist im Küchenbereich
von wesentlichem Vorteil. Wie eingangs erläutert, läßt Stein Feuchte nach einer
gewissen Zeit hindurchtreten, mit der Folge, daß bei üblichen, bisher im Stand der
Technik zur Anwendung kommenden Voll-Granitplatten ein Küchenmöbel auf
Dauer beschädigt
werden kann.
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Durch die Plattenrückseite,
die aus einem Spanplattenmaterial oder einem Preßkarton bestehen kann, besteht
die Möglichkeit,
daß in üblicher Weise
Holzschrauben eingedreht werden können, womit in einfacher Weise
die Platte mit einem Barunterliegenden Möbel form- bzw. kraftschlüssig verbindbar
ist.
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Als Abstandshalter können neben
den Kunststoffteilchen auch Dübel
oder Gewindehülsen eingesetzt
werden, die dann gleichzeitig Befestigungselemente darstellen.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil
liegt darin, daß durch
die Ausbildung der Plattenrückseite
mit Polyurethan-Hartschaum eine Geräuschdämmung eintritt. Diese Geräuschdämpfung reduziert
die akustische Belastung, wenn z.B. elektromotorisch betriebene
Küchengeräte auf der
Arbeitsplatte befindlich sind.
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Die mit dem vorstehend beschriebenen
Verfahren erhaltene Verbundplatte kann vor Ort auf Maß geschnitten
werden oder es können
vor Ort in leichter Weise Ausnehmungen erzeugt werden, die z.B.
der Aufnahme einer Spüle
dienen.
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Beim ebenfalls erfindungsgemäßen Trennverfahren
wird wie folgt vorgegangen.
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Das Sägewerkzeug, z.B. eine Diamantkreissäge, wird
bezogen auf die Schnitt-Tiefe
so eingestellt, daß einige
Millimeter des Polyurethan-Hartschaummaterials beim Sägen nicht
durchtrennt werden.
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Die Säge selbst wird mit einem üblichen Sauggebläse verbunden.
Sägestaub
kann auf diese Weise entfernt werden.
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Dadurch, daß kein vollständiges Durchtrennen
der unteren Polyurethan-Schicht
mit dort vorgesehener Plattenrückseite
erfolgt, bildet sich beim Sägen
ein Saugkanal aus. Gesteinsstaub oder Gesteinsmehl kann mit Ausnahme
an der zum Sauggebläse
weisenden Seite des Saugkanals nicht austreten. Bei einem vollständigen Durchtrennen
wäre dies nicht
der Fall.
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Die nach dem Sägeschritt verbleibende Restschicht
kann dann mit einem Schneidwerkzeug, z.B. einem Messer, oder durch
mechanisches Wegbrechen getrennt werden.
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Hier zeigt sich der Vorteil der Sägefähigkeit des
Polyurethan-Hartschaummaterials, es findet nämlich kein Verbrennen statt,
wie dies bei einem Holzmaterial der Fall ist, welches mit einer
Gesteinssäge
bearbeitet wird. Auch ein Aluminumverbund könnte nicht in der vorstehend
beschriebenen Weise getrennt werden, da in diesem Fall das Sägeblatt durch
Aluminiumpartikel zugesetzt und damit unbrauchbar werden würde.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand
eines Ausführungsbeispiels
zur Abfolge des Herstellungsverfahrens näher erläutert werden.
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Ergänzend soll das erfindungsgemäß erhaltene
Produkt mit der beiliegenden Figur, die einen Teil der Verbundplatte
zeigt, illustriert werden.
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Im oberen Bildteil der Figur ist
eine Ansicht der Frontstirnseite einer mit dem nachstehend beschriebenen
Verfahren realisierten Platte gezeigt, wobei die dünne, sehr
gleichmäßig verlaufende
Klebefuge erkennbar ist.
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Der untere Teil der Figur zeigt einen
Querschnitt durch die Verbundplatte mit dem Kalibrierabschnitt 1 der
Platte der Klebefuge 2 und dem ebenfalls kalibrierten Randstreifen-Gegenstück 3.
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Zwischen der fluchtend angeordneten
Plattenrückseite 4 und
der Innenfläche
der Platte befindet sich das Polyurethan-Hartschaummaterial 5.
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Bei einem Herstellungsverfahren für Granitstein-Hartschaum-Verbundplatten
als Arbeitsplatten für
Küchen
wird die Granitplatte, welche an sich handelsüblich ist, bezogen auf Länge und/oder
Breite im Übermaß zurechtgeschnitten.
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Anschließend wird die Rückseite
der Granitplatte in einem Randstreifenbereich auf eine Solldicke
geschliffen und damit geglättet.
Das heißt,
im Randstreifenbereich erfolgt ein Kalibrieren der Platte auf ein
Sollmaß.
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Ein Randstreifen-Gegenstück ebenfalls
aus Granit wird in gleicher Weise kalibriert und mit dem Randstreifenbereich
stoffschlüssig
durch Klebung verbunden.
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Nach dem Aushärten der Klebung wird die Übermaßplatte
im Randstreifenbereich auf Sollmaß geschnitten und es erfolgt
ein Polieren der sichtbaren Trennfläche. Ebenso werden die Kanten
mit einer Fase versehen.
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Mit der vorbeschriebenen Technologie
entsteht ein sehr sauberer, gleichmäßiger Klebe-Trennspalt, welcher
optisch eher positiv auffällt.
Dadurch, daß dem
Kleber auf das Natursteinmaterial angepaßte Farbpartikel beigegeben
werden können,
ist eine individuelle Anpassung und eine weitere Verbesse rung der
gestalterischen Wirkungen möglich.
Der Klebe-Trennspalt liegt im Bereich < 1mm und ist bereits insofern unauffallig.
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Von Vorteil ist, daß die Kleberschicht
im Randstreifenbereich eine Feuchtigkeitsbarriere darstellt.
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Die so erhaltene Platte mit mindestens
einem seitlich erhöhten
Randstreifen wird dann in eine Trockenkammer überführt und einem Trocknungsprozeß unterzogen.
Es hat sich gezeigt, daß nur
bei Platten mit minimaler Restfeuchte ein optimales Verbinden der
später
eingebrachten PUR-Hartschaumschicht mit den Innenseiten der Granitplatte
möglich ist,
so daß dem
vorerwähnten
Trocknungsschritt eine wesentliche Bedeutung zukommt.
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Nachdem die Platte aus der Trockenkammer entnommen
wird, wird diese in ein Formwerkzeug mit der späteren Oberseite nach unten
eingelegt. Im Rücksprungbereich
der Platte werden dann Abstandshalter angebracht und es wird das
Plattenrückseitenteil
so fixiert, daß dessen
Außenfläche mit
der Außenseite
des Randstreifen-Gegenstücks
fluchtet.
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Im Anschluß an diesen Schritt wird eine
Relativbewegung zwischen Unter- und
Oberstempel des Formwerkzeugs durchgeführt, mit der Folge, daß eine dichte
Fläche
entsteht. Seitlich sind zum gleichen Zweck Rahmenteile positioniert,
die z.B. mittels Bolzen und Exzenter auf einer Grundplatte des Formwerkzeugs
gehalten werden.
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Über
einen freien stirnseitigen Abschnitt wird dann Zweikomponenten-Polyurethan-Schaum,
z.B. mittels Schaumkanone, eingebracht. Dieser Polyurethan-Schaum
verbindet sich beim Aushärten
innig mit den nicht geglätteten,
rauhen Oberflächen
der Natursteinplatte und der innenliegenden Randstreifen-Gegenstückkante
sowie mit der Innenfläche
der Plattenrückseite.
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Nach Öffnen des Formwerkzeugs und
dem Entfernen des Rahmens bzw. der Rahmenteile kann dann die Platte
zur weiteren Verarbeitung entnommen werden.
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Erfindungsgemäß sind die Abstandshalter Flächengebilde,
insbesondere Würfel
oder Quader aus Kunststoff, wobei die Möglichkeit besteht, die Abstandshalter
als Gewindehülsen
oder Dübel
auszubilden, so daß diesen
neben ihrer Abstandshalter-Funktion eine Bedeutung als Befestigungselement
für oder
an einem Möbel
zukommt.
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Im Polyurethan-Hartschaum können Heiz- oder
Kühlelemente,
insbesondere Heizleiter oder mäanderförmige Rohre
so eingebettet werden, daß diese
einerseits in Kontakt mit der Innenfläche der Natursteinplatte stehen
und andererseits rückseitig über den
Polyurethan-Schaum wärmeisoliert,
d.h. gedämmt
sind.
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Die so erhaltene Verbundplatte ist
am Montage- oder Einsatzort bearbeitbar, und zwar mit Hilfe eines
Sägeverfahrens,
bei dem die Schnitt-Tiefe des Sägewerkzeugs
so eingestellt wird, daß beim
Erzeugen des Schnittes durch die Plattenoberseite ein Teil der Polyurethan-Schaumunterseite
nicht durchtrennt wird, wodurch sich beim Sägen ein Kanal zum leichteren
Absaugen des Sägestaubs
bildet, ohne daß Sägestaub
in unerwünschter
Weise austritt.
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Die nach dem Sägen verbleibende Restschicht
aus Polyurethan-Schaum und/oder dem Plattenrückseiten-Material kann durch
Schneiden oder Durchbrechen getrennt werden.
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Alles in allem gelingt es mit der
Erfindung, eine neuartige Naturstein-Verbundplatte anzugeben, die nicht nur über sehr
vorteilhafte mechanische Eigenschaften verfügt, sondern die in besonders
leichter und effektiver Weise vor Ort durch mechanisches Trennen
bearbeitet, insbesondere auf Maß gebracht werden
kann.
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Dadurch, daß der Polyurethan-Hartschaum mit
der Plattenunterseite einen festen Verbund eingeht, resultiert eine
Sicherheitsfunktion dann, wenn die Platte durch Schlagkräfte beschädigt wird. Ähnlich dem
Effekt bei einem Verbund-Sicherheitsglas erfolgt kein Zersplittern
der Platte, da auch Einzel bruchstücke über die Polyurethanmasse noch
mit einer Restkraft fixiert werden. Die Verletzungsgefahr ist auf
diese Weise im Vergleich zu Massivplatten wesentlich geringer.