DE69701983T2

DE69701983T2 - Verfahren zum dekorieren von kunststeinartigen materialien und/oder wänden, sowie maschine zur durchführung dieses verfahren

Info

Publication number: DE69701983T2
Application number: DE69701983T
Authority: DE
Inventors: Alberto Lamacchi; Gabriele Valente
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2017-06-11
Also published as: KR20000022319A; CN1223611A; UA71539C2; CA2259447C; CZ292900B6; ES2148993T3; IT1289117B1; CA2259447A1; WO1998000297A1; JP4039695B2; EP0909241B1; TR199802711T2; BR9710073A; IL127730A; IL127730A0; ITVR960060A1; DK0909241T3; RU2178358C2; CN1188292C; US6025023A

Description

ANWENDUNGSGEBIET

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Dekoration von Steinmaterial.
Genauer bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, bei dem es möglich ist, Ziersteinmaterial - allgemein in Form von Platten, Fliesen, Paneelen usw. - mit einer haltbaren bunten Malerei zu dekorieren, wobei dieses Material natürlichen Ursprungs oder künstlich angefertigt oder Verbundwerkstoff sein kann und zur Gestaltung von Fußböden und/oder für Verkleidungen und/oder zur Grabkunstgestaltung verwendet wird.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Maschine zum Einsatz in der Industrie, damit dieses Verfahren umgesetzt werden kann.
Die Erfindung findet hauptsächlich im industrialisierten Bauwesen ihre Anwendung.

STAND DER TECHNIK

In der Technik ist ein Herstellungsverfahren von Paneelen oder Platten aus Agglomeratmaterial bekannt, das beispielsweise aus Marmor und/oder Sand und/oder Quarz und/oder Einschlüssen verschiedener Art (Metalle, Glas, Keramik, Holz, Edelsteine usw.), oder aus Granit, Quarz oder Sand mit vorher festgesetzten Mengen Bindemittel aus Harzen gebildet ist.
Ein solches Verfahren umfasst verschiedene Verarbeitungsphasen, wie hier im Einzelnen:
- eine erste Phase: Grobzerkleinerung der verschiedenen Materialien, die das Agglomerat bilden;
- eine zweite Phase: Mischen des grobzerkleinerten Materials, um ein Produkt zu erhalten, das so gleichmäßig wie möglich ist, in das die Bindemittel aus Harz hinzukommen;
- eine dritte Phase: Pressen und Kompaktion des Agglomerats, wodurch die gewünschte Form zustandekommt;
- eine vierte Phase: Härten der Paneele bei einer bestimmten Temperatur;
- eine fünfte Phase: Schleifen und Polieren der beiden Paneelseiten;
- eine sechste Phase: Massschneiden, Anfasen, Kalibrieren, Ansenken des Paneels und Abladen der Endprodukte.
Ein wie oben beschriebenes Verfahren ermöglicht die Herstellung von Paneelen oder Platten aus Agglomeratmaterial mit eventuellen Einschlüssen, die die Blickfläche derselben veredeln, wobei ihre Längen, Breiten und Dicken genau vorbestimmt sind; das Verfahren wird im Dauerbetrieb mit einer dazu entwickelten Maschine gefahren.
Es wird darauf hingewiesen, dass die zur Durchführung dieses Verfahrens verwendeten Harze eine einzige Funktion haben, und zwar zum Binden der zerkleinerten Steinteilchen; um diese Aufgabe zu erfüllen, werden viele verschiedene Harzsorten verwendet, wie beispielsweise Polyurethanharze, Epoxydharze, Phenolharze.
Ein solches Verfahren läßt es aber nicht zu, die Färbung oder die Oberflächendekoration der Platte oder des Paneels gleich im Anschluss an die Herstellung derselben beliebig zu ändern.
In der Unterlage GB-A-1,463,596 wird ein Verfahren zur Färbung eines Metalls bzw. eines steifen Nichtmetallsubstrats mit einer Oberfläche, die ein Epoxydharz enthält, beschrieben, wobei dieses Verfahren die folgenden Phasen umfasst: die betreffende Fläche mit einem zeitweiligen Support verbinden, auf dem ein oder mehrere verdampfende oder Sublimfarben vorhanden sind; diese Kombination erhitzen, damit der Farbstoff oder die Farbstoffe vom Support auf die zu färbende Fläche läuft; und zuletzt den zeitweiligen Support entfernen.
Darüber hinaus wird in der Unterlage US-A-4, 174, 250 ein Gerät und eine Methode zum Bedrucken von Produkten, z. B. Fliesen, durch Übertragung von Farben mittels Sublimation auf eine für die Farbaufnahme geeignete Kunstharzoberfläche beschrieben.
Entsprechend sind in der Technik Verfahren bekannt, mit denen Natursteinmaterialoberflächen veredelt werden, z. B. da, wo Risse, Spalten oder ähnliches auftreten.
In diesem Falle werden die Sichtflächen mit Mastix und/oder Naturharzen und/oder Kunstharzen behandelt, die in die Vertiefung eindringen; dann wird die Oberfläche entsprechend poliert.
Auch in diesem Falle ist es dennoch nicht möglich, die Sichtfläche des Materials, die sich allgemein in Form einer Platte oder Fliese präsentiert, zu dekorieren oder zu färben.
Nach einer weiteren in der Technik bekannten Methode wird die Sichtfläche von Fliesen oder Paneelen, die aus natürlichen Materialmischungen wie beispielsweise Marmor, Naturstein, Granit bestehen, einer Oberflächenbehandlung mit Produkten zum Polieren unterzogen, die ein Polyesterharz enthalten, oder zumindest mit letzterem angereichert sind; anschließend wird eine Färbevecfahren der Sichtfläche vorgenommen.
GB-A-1444368 bezieht sich auf ein Verfahren zum Transferdrucken von Keramikfliesen mit Kunstharzschicht, wobei der Kunststoffharz chemische Affinität mit den verflüchtigenden Sublimatfarben hat.
FR-A-2521489 beschreibt ein Verfahren zur thermischen Übertragung von Sublimatfarben auf Supporte, die vorher mit einer Oberflächenschicht aus Kunstharzen versehen worden sind.
US-A-4406662 bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung durch Wärme, um die Fläche eines polymerischen Produkts zu bedrucken, wozu verflüchtigende. Sublimfarben verwendet werden.
FR-A-2380901 beschreibt ein Verfahren für die Herstellung wasserundurchlässig dekorierter Paneele mit einer transparenten polymerischen Oberflächenschicht, wobei dieses Polymer vorteilhafterweise ein Polymerharz ist.
US-A-4172418 beschreibt eine Methode und ein elektrostatisches Gerät zum Drucken durch Sublimation eines Substrats, wobei eine Matrize, die die zu dlruckende Zeichnung umfasst, bei einer bestimmten Polarität und feinstem verflüchigendem Farbstaub elektrostatisch geladen wird, entgegengesetzt geladen kommt es mit der betreffenden Matrize in Berührung.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bietet sich zur Vorstellung eines neuen Verfahrens, durch das es möglich ist, dauerhaft Natursteinmaterial und/oder Kunststein und/oder Verbundwerkstoffe so zu dekorieren oder zu färben, dass auf der Sichtfläche eine Färbung oder eine gewünschte Dekoration eingeprägt wird.
Das wird durch ein Verfahren mit den unter dem Hauptanspruch beschriebenen Eigenschaften erzielt.
Ferner eignet sich die Erfindung dazu, eine Maschine zu liefern, mit der auf industrieller Ebene das oben erwähnte Färbungs- oder Dekorationsverfahren ausgeführt werden kann.
Das wird mit einer Maschine erreicht, die die unter Anspruch 10 beschriebenen Eigenschaften hat. Die von Anspruch 10 abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen dieser Maschine.
In Übereinstimmung mit der Erfindung besteht das Verfahren zur Dekoration und/oder Färbung von Steinmaterial darin, dass eine Sublimfarbe auf die Sichtfläche desselben bei Hitze übertragen wird, wobei ein geeignetes Trägermittel für die Sublimfarbe - allgemein Papierbögen oder Transferpapierstreifen - verwendet wird.
Dieses Verfahren, das sich bei festgesetzter Temperatur und zu festgelegten Zeiten vollzieht, ermöglicht, die Sublimfarbe dauerhaft auf die Materialoberfläche zu übertragen, und das bis in eine Tiefe von einigen Mikron.
Auf diese Weise ist es möglich, die Materialoberfläche zu dekorieren, zu färben oder zu veredeln, ohne dabei auch nur in irgendeiner Weise die physikalisch-mechanischen Eigenschaften derselben, wie zum Beispie Härte, Trittschallwiderstand usw. anzul; reifen, und die gesteckten Ziele zu erreichen.

ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen beim Lesen der folgenden Beschreibung deutlich hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel mit Hilfe der in der beigefügten Tafel dargestellten Abbildung angebracht wird, auf der in schemenhafter Seitensicht eine Maschine zum industriellen Einsatz dargestellt ist, um das Verfahren erfindungsgemäß durchzuführen.

BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM

Auf Abb. 1 bezieht sich die Bezugsnummer 10 allgemein auf eine Maschine zum industriellen Einsatz für die Durchführung des Verfahrens zum Dekorieren und/oder Färben von Steinmaterial gemäß der Erfindung.
Nach dieser Ausführungsform umfasst die Maschine 10 einen Stützrahmen 11, der auf Presseinheit 12 montiert ist, die beispielsweise durch eine Winde 13 derartig angetrieben wird, dass sie eine Vertikalbewegung wie von Pfeil A angegebenen ausführen kann, und verfügt über eine Pressfläche, die beispielsweise aus einer Platte in Alu-Legierung oder auf Schichtmaterial mit einer Außenverkleidung aus Stoff gebildet ist.
Ein erstes Paar fest an die Ständer 15 des Rahmens 11 verbundene Stützen 13 dient als Support für eine erste Trommel 16, auf die ein Papierband für Transferfarben zur flexiblen Sublimation und/oder Übertragung aufgewickelt ist, beispielsweise ein Transferband für Sublimfarben, die von der Firma Confalonieri F.lli Di Mario SpA Bergamo hergestellt werden, das als Film zur Aufnahme einer Sublimfarbe dient.
An die gegenüberliegenden Ständer 18 des Rahmens 11 ist ein zweites Paar Stützen montiert, das als Support für eine zweite Trommel 19 dient, auf die das erwähnte Band 17 gewickelt wird, nachdem es von Trommel 16 abgewickelt worden ist.
Der Ablauf von Ab- und Aufwickeln des Papierbandes 17 ist auf der Abbildung dargestellt, und man kann erkennen, dass es unter der Presseinheit 12 durchläuft, die gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung in ihrem Inneren mit Heizmitteln ausgerüstet ist, beispielsweise elektrische Widerstände.
Nach der auf Abb. 1 dargestellten Ausführungsform wirkt die Presseinheit auf eine Arbeitsfläche, in diesem Falle auf ein Konveyor 20 beispielsweise mit intermittierender Bewegung (Schrittschaltung).
Auf besagtem Konveyor 20 befinden sich Platten oder Fliesen oder Kacheln 21 aus Steinmaterial, die von anderen Bearbeitungs- und/oder Vorbereitungsstationen kommen.
Was die spezifische auf Abb. 1 dargestellte Ausführungsform betrifft, wird bei dem Verfahren erfindungsgemäß eine festgelegte Menge Band 17 von der Trommel 16 abgewickelt, wobei zeitweilig der Konveyor 20 angehalten und gleichzeitig die Presseinheit 12 auf das Material 21 gesenkt wird.
Die Verwendung der Presseinheit für eine bestimmte Zeitdauer (allgemein einige Sekunden bis ca. eine halbe Minute) auf die Oberfläche des Materials 21 (bzw. auf geringste Entfernung von der Oberflächse selbst) bei gleichzeitiger Hinzufügung von Wärme (das Verfahren wird je nach Fall bei einer Temperatur zwischen 50ºC und 250ºC ausgeführt) bewirkt die Übertragung der Farbe durch Sublimation von Band 17 auf die Oberfläche des Materials 2a.
Ein Verfahren dieser Art ermöglicht, dass die Farbpigmente bis zu einer Dicke von einigen Mikron in die Oberfläche des Materials eindringen können, was dem Material selbst eine Färbung verleiht oder, je nach Fall, eine dauerhafte Dekoration.
Die oben beschriebene Maschine 10 ermöglicht die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung innerhalb einer Industrieanlage zum Herstellen von Platten oder gleichartigem aus Steinmaterial in Dauerbetrieb.
Sie kann an andere Arbeitssituationen angepasst werden, die jeweils nach den Erfordernissen auftreten können.
Beispielsweise kann die Maschine mit Mitteln (nicht auf der Abbildung dargestellt) ausgerüstet werden, die beispielsweise aus einer äußeren Struktur und einer Vakuumpumpe bestehen, die das Verfahren zur Übertragung der Farbe unter Vakuum bzw. bei einem Druck ermöglichen, der geringer ist als der Luftdruck, was sich in Hinsicht auf die Qualität der Farbübertragung als Vorteil erweist.
Die Maschine kann ebensogut eine feste Arbeitsebene darstellen, anstatt auf einen Konveyor zu wirken.
In diesem Falle können die Platten aus Steinmaterial manuell oder mit anderen mechanischen Mitteln auf die Arbeitsebene gebracht werden, beispielsweise mit einem geeigneten Roboter (Vollautomaten), der die Platten vom Konveyor aufnimmt, der sich am Anfang der Maschine befindet, und sie von der Arbeitsebene aufnimmt, um sie auf einem Konveyor abzusetzen, der sich am Ende der Maschine befindet.
Das Färbungs- oder Dekorationsverfahren sieht gemäß der Erfindung besonders vorteilhafte Ausführungsformen vor, die die qualitativen Resultate des Verfahrens zur Übertragung der Farbe merklich verbessern.
Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung enthalten die Platten aus Steinmaterial einen Harz, der das Sublimatverfahren durch die chemische Affinität der Farbe äußerst vereinfacht. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist besagter Harz ein Polyesterharz.
Um einen Polyesterharz in die Platte einzubeziehen, kann derselbe bei der Produktion künstlicher Materialien der Grundmischung beigemengt werden.
Dieser Harz, besonders der Polyesterharz, ist nicht in Form einer Oberflächenschicht auf der Materialoberfläche, wie in den vorher erwähnten Patentschriften beschrieben ist, sondern wird direkt in die Matrize des Materials eingegeben, was eine vorteilhafte und hervorragende Übertragung der Sublimfarbe gewährleistet.
Vom Auftraggeber geforderte Experimente haben gezeigt, dass bei künstlichen Kacheln mit einer anfänglichen Bindung mit einem Anteil von weniger als 10% Polyesterharz eine gute Eindringung der Farbe ins Innere der Kachel erzielt wurde, sodass die Färbung auch noch nach Abtragung durch Schleifen der Glanzoberfläche der Kacheln selbst sichtbar war.
Nach einer vorteilhaften und begünstigenden Ausführungsform wird das Verfahren zur Farbübertragung durch Ausübung eines vorbestimmten Drucks, vorteilhafterweise zwischen einigen hundert g/cm und zahlreichen kg/cm, auf die Plattenoberfläche mittels der Presseinheit 12, bis zur Bruchgrenze des Steinmaterials durchgeführt.
Dadurch ist es möglich, in vielen Fällen die Farbübertragungszeiten zu reduzieren und ein tieferes Eindringen der Farbe in das Steinmaterial zu gewähren.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann noch wirkungsvoller sein, wenn einige weitere Behandlungen auf den Platten in Steinmaterial vorgenommen werden.
Eine erste Behandlung, vor dem Farbübertragungsverfahren, besteht aus einer Vorreinigung und Trocknung der Platten, die in einer Industrieanlage ausgeführt werden kann, in der die Platten von geeigneten Konveyorn befördert werden, beispielsweise der Art, wie auf Abb. 1 dargestellt ist, mittels einer Maschine (nicht auf der Abbildung dargestellt) zum Vorreinigen der Platten. Hier werden die Platten mit einer entsprechenden Vorwaschflüssigkeit abgesprüht, die gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform aus einer Dimethylglyoxim-Mischung besteht.
Am Ende einer solchen Maschine werden die Platten in einer weiteren Arbeitsstation (auf den Abbildungen nicht dargestellt), in derem Innern beispielsweise eine Reihe Ventilatoren wirken, getrocknet, um dann zu Maschine 10 befördert zu werden.
Gemäß einer weiteren begünstigenden Ausführungsform befindet sich gleich am Anfang der Maschine 10 ein Vorheizofen (zum Beispiel mit elektrischen Widerständen oder Luft oder auch Infrarot), in dem die Platten auf eine Temperatur vorteilhafterweise zwischen 50ºC und 250ºC gebracht werden), der das Sublimverfahren zulässt oder begünstigt.
In Übereinstimmung mit weiteren Ausführungsform ist gleich am Ende der Maschine 10 eine Maschine zum Waschen der Platten (nicht abgebildet) angebracht.
Der Waschvorgang im Anschluss an die Farbübertragung ermöglicht, eventuelle Rückstände zu beseitigen und den Platten Glanz zu verleihen.
Dieser Vorgang ist besonders dann sehr wirkungsvoll, wenn als Waschprodukt Ethylenglykol verwendet wird.
Aus der obigen Darlegung geht klar hervor, dass das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht, Steinmaterial für Verkleidungen und/oder Bodenbeläge, sowohl natürlich als auch künstlich, mit einer Farbe zu färben oder einem beliebigen Dekor zu dekorieren.
Damit sind Vorteile verbunden, die weitaus über den nur ästhetischen Vorteil hinausgehen. In der Tat ermöglicht die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, eine Produktion von Platten auf industrieller Ebene in einer beliebigen Grundfarbe, die dann zum gegebenen Zeitpunkt nach individuell gestalteten Zeichnungen oder infolge spezifischer Anfragen dekoriert oder gefärbt werden können.

Claims

1. Verfahren zur Dekoration und/oder Färbung von Kunststeinmaterialien in Form von Fliesen oder Platten, die Anwendung von einer oder mehreren Sublimatfarben auf den zu dekorierenden und/oder zu färbenden Flächen umfassend, wobei die Anwendung bei einer Temperatur zwischen einschließlich 50ºC und 250ºC stattfindet, wobei die Sublimatfarben von einem geeigneten Trägermittel aufgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Natur- oder Kunstharz der ursprünglichen Zusammensetzung des Kunstmaterials beigemengt wird, um die Durchdringung der Farbpigmente durch die Oberfläche der Fliesen oder Platten während des Sublimationsverfahrens zu begünstigen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Harz ein Polyesterharz ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material vor Durchführung des Sublimationsverfahrens gewaschen und getrocknet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschen mit einer Mischung ausgeführt wird, die Dimethylglioxyme enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material kurz vor der Durchführung des Sublimationsverfahrens bei einer Temperatur zwischen einschließlich 50ºC und 250ºC erhitzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem luftleeren Raum bzw. bei einem Druck ausgeführt wird, der niedriger ist als der atmosphärische.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermittel in nur geringem Abstand von dem zu dekorierenden und/oder zu färbenden Material gehalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermittel bei einem vorbestimmten Druck, vorteilhafterweise zwischen einschließlich einigen kg/cm² und mehreren Dutzend kg/cm² auf das zu dekorierende und/oder zu färbende Material bis zur Bruchgrenze des Materials gepreßt wird.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermittel aus Transferpapier für Sublimatfarben in Form von Blättern oder durchgehenden Bändern besteht.

10. Maschine (10) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, um die Auftragung der Sublimatfarbe auf ein Kunststeinmaterial (21) und/oder auf ein Verbundwerkstoff in Form von Fliesen oder Platten auszuführen, wobei die Vorrichtung eine bewegliche oder feste Arbeitsebene (20), auf die das Material (21) kommt, eine Preßeinheit (12), eine Heizeinheit für das Material oder für den Kopf der Preßeinheit sowie einen Speiser (16, 19) umfaßt, mit dem ein Trägermittel (17) für Sublimatfarben in Form von Blättern oder eines durchgehenden Bandes zwischen den Kopf der Preßeinheit (12) und das Material (21) gelegt wird.

11. Maschine (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßeinheit (12) durch pneumatische und/oder hydraulische und/oder öldynamische Antriebsmittel gesteuert wird.

12. Maschine (10) nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf der Preßeinheit aus Metall, vorteilhafterweise aus einer Aluminiumlegierung, bzw. aus einem Spinnstoff gefertigt ist.

13. Maschine (10) nach einem der Ansprüche 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsebene aus einem Beförderungsmittel (20) mit intermittierender Bewegung gebildet ist.