Verfahren zur Herstellung von Dünnsteinplatten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Natursteinplatten, die auf einem Träger geklebt sind.

Natursteine im Rahmen der vorliegenden Erfindung können grundsätzlich alle Arten von Natursteinen sein, die für technische und dekorative Zwecke eingesetzt werden. Bevorzugte Natursteine im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Granit und Marmor.

Dünne Natursteinplatten, die auf einem Träger geklebt sind, sind bereits bekannt. Sie werden hergestellt, indem dickere Natursteinplatten, die auf einem Träger geklebt sind, materialaufwendig und kostenintensiv mit einer Fräse abgetragen werden.

Aus der WO 87/00882 sind Marmorpaneele bekannt. Die Marmorplatten sind auf Stegen befestigt, die auf einem metallischen Träger angebracht sind. Die einzelnen Paneele werden mit Hilfe von Klipps miteinander verbunden.

Aus der EP 0 255 795 A1 sind dünne Marmorplatten bekannt, deren Rückwand durch Glasfaserplatten verstärkt sind. Nachteilig hierbei ist, dass die Glasfaserplatten leicht brechen und schwer sind.

In der DE 100 36 198 A1 werden formstabile plattenförmige Verbundelemente mit einem Kern aus einem spezifisch leichten und einem speziell geformten wabenförmigen Trägermaterial beschrieben, wobei dieser Kern mit einem Nutzschichtmaterial, z. B. ein Natur- oder Kunststein, verkleidet ist. Das Trägermaterial hat tetraederstumpfförmige Waben, die kreisförmige oder ellipsoide, quadratische oder rechteckige Ausschnitte aufweisen (Spalte 2, Zeile 26 bis 44). Als Materialien für das Trägermaterial werden allgemein Polyethylene, Polypropylene und Polystyrole genannt (Seite 3, Zeilen 4 bis 8).

Wie die Beispiele zeigen, wurde handelsüblicher Montageschaum aus Polyurethanen eingesetzt. Die Verankerung mit dem Untergrund erfolgt mit Schrauben.

In der DE 295 08 697 U1 werden großflächige Dünnschiefer-Leichtbauplatten beschrieben, bei denen zur Verringerung der Zerbrechlichkeit Leichtbauplatten gegen die Schieferplatten geklebt werden. Das Leichtträgermaterial kann aus Aluminium oder Kunststoff (Polystyrol oder Polyurethan) sein und wird durch Glasfasern verstärkt.

In der DE 195 19 116 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung von Naturstein Leichtbauplatten beschrieben, bei dem der Naturstein mit einer Klebefolie auf die Leichtbauplatte geklebt wird. Das Leichtträgermaterial kann ebenfalls aus Aluminium oder Kunststoff (Polystyrol oder Polyurethan) sein.

In der DE 41 04 556 A1 werden plattenförmige Naturstein-Verbundelemente beschrieben, die an der, der Abdeckplatte gegenüberliegenden Seite, eine Ausgleichsschicht bzw. Ausgleichszone aufweisen. Die Ausgleichsschicht bzw. Ausgleichszone soll aus einem, im Gegensatz zu dem Plattenmaterial, leicht abtragbaren Material bestehen (Spalte 2, Zeile 65 bis Spalte 3, Zeile 8).

In der EP 1 298 262 A1 wird die Herstellung von dünnen Natursteinplatten beschrieben. Auf beiden Seiten der Natursteinplatte werden Trägerplatten z. B. mit einem Zweikomponenten Epoxidkleber befestigt. Die Trennung der Platte erfolgt dann mit Hilfe einer Gattersäge.

In anderen Fällen werden dicke Natursteinplatten beidseits jeweils mit einem Träger verklebt und dann mittig mit einer Seil- oder Gattersäge durchgesägt. Die Qualität der Natursteinoberfläche bei diesen Sägeverfahren ist unbefriedigend.

So ist es verständlich, dass Dünnsteinplatten mit einer Dicke unter 6,25 mm 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.

Die nach den bekannten Trennverfahren erhaltenen Schnittflächen sind uneben und müssen entsprechend aufwendig geglättet werden. Diese Verfahren sind zeitaufwendig und kostspielig, so dass eine kontinuierlich erfolgende industrielle Fertigung nicht möglich ist. Im Falle des weichen Marmors sind so genannte horizontal arbeitende Splittingmaschinen mit zwei parallel zu einander angeordneten Reihen bestehend aus jeweils 2 bis 3 hintereinander geschalteten Kreissägen im Handel, um dickere Marmorplatten zu Marmorplatten mit einer Dicke von 10 bis 15 mm zu spalten.

Zum Sägen (Spalten) des wesentlich härteren Granits sind diese Maschinen nicht brauchbar.

Zum Sägen von Naturstein ist eine Splittingmaschine für Natursteine bekannt, bei der mehrere hintereinander geschaltete mit Diamanten besetzte Sägeblätter steigenden Sägeblattdurchmessers auf einer Antriebsachse angeordnet sind. Mit dieser Maschine können nach Herstellerangaben dünne Natursteinplatten im Bereich von 6,25 bis 8 mm Dicke hergestellt werden. Die Herstellung von dünneren Platten ist wegen der hohen mechanischen Belastung und dem Verlust durch Plattenbruch praktisch nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahren zur Herstellung von sehr dünnen Natursteinplatten.

Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Natursteinplatten auf einem Träger durch Sägen dickerer Natursteinplatten, die auf beiden Seiten jeweils mit einem Träger verklebt sind, gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die dickeren mit dem Träger beidseitig verklebten Natursteinplatten mit Hilfe einer Splittingmaschine für Natursteine mit mehreren hintereinander geschalteten, mit Diamanten besetzte Sägeblätter steigenden

Sägeblattdurchmessers, die auf einer Antriebsachse angeordnet sind, getrennt werden.

Dünne Natursteinplatten im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Platten mit einer Dicke des Steins im Bereich von etwa 0,3 bis etwa 6 mm. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können bevorzugt Platten mit einer Dicke im

Bereich von 1 bis 6 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,5 bis 5.5 mm, und im besonderen bevorzugt im Bereich von 2 bis 5 mm hergestellt werden.

Selbstverständlich ist es auch möglich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf Träger geklebte Natursteinplatten mit einer Dicke von größer als

6 mm herzustellen.

Die zu sägenden dickeren Platten haben in der Regel etwa die doppelte Dicke der erfindungsgemäß herzustellenden dünnen Platten.

Die Verwendung einer Splittingmaschine für Natursteine mit mehreren hintereinander geschalteten, mit Diamanten besetzte Sägeblätter steigenden Sägeblattdurchmessers, die auf einer Antriebsachse angeordnet sind, zum Sägen dickeren Natursteinplatten, die auf beiden Seiten mit einem Träger verklebt sind, ist neu und ermöglicht überraschenderweise die Herstellung von sehr dünnen Natursteinplatten auf einem Träger, deren Herstellung in hoher Qualität bisher nicht möglich war.

Es war nicht zu erwarten, dass die Verwendung einer Splittingmaschine für Natursteine mit mehreren hintereinander geschalteten, mit Diamanten besetzte

Sägeblätter steigenden Sägeblattdurchmessers, die auf einer Antriebsachse angeordnet sind, zum Sägen dickeren Natursteinplatten, die auf beiden Seiten auf Träger geklebt sind, möglich war, weil 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 6 mm das

Auftreten von Rissbildungen im Naturstein dem Fachmann unvermeidlich

erscheint und c: sich bereits einige Zeit nach der Verklebung der Natursteine auf einen Träger (insbesondere bei Trägem mit einer Stärke unter 20 mm auf Basis Holz, Recyclingstoffe oder Kunststoff) das Plattensystem mehr oder weniger stark verbiegt.

Die Splittingmaschine für Natursteine für das erfindungsgemäße Verfahren ist an sich bekannt.

Die Splittingmaschine für Natursteine besteht im allgemeinen aus hintereinander geschalteter Sägeblätter (Diamant besetzt) mit steigendem Sägeblattdurchmesser, die in Reihe auf einer Antriebsachse angeordnet sind. 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 erste Sägeblatt etwa 15 bis 20 mm tief eingeschnitten, das nächste Sägeblatt sägt 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. Der Stein wird gleichzeitig beidseits zersägt.

Im Falle der einreihigen Splittingmaschine für Natursteine 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 Dünnsteinplatten ist derzeit technisch begrenzt durch den Durchmesser der Sägeblätter, der noch einen schwingungsfreien Sägevorgang erlaubt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Trennen einer dickeren Natursteinplatte mit der Splittingmaschine für Natursteine mittig aber auch an anderer Stelle erfolgen, um zwei verschieden Dicken der dünnen Natursteinplatten jeweils auf einem Träger herzustellen.

Bemerkenswert ist, dass mit einer Splittingmaschine für Natursteine erfindungsgemäß problemlos bis zu 1.500 m ² /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.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist je ein Träger auf beiden Seiten der dickeren Natursteinplatte geklebt.

Für das erfindungsgemäße Verfahren werden hierbei Kleber bevorzugt, die aufgrund der gewählten Molekularstruktur weitgehend wasserresistent und elastisch sind. Es seien bevorzugt Klebersorte auf Basis von Silikon, Polyurethan oder Epoxid (Ein- oder Zweikomponentenkleber) genannt.

Es zeigte sich, dass die Systeme aus Natursteinen auf Träger besonders widerstandsfähig gegenüber Ablösungsvorgänge, Verbiegungen oder Rissbildungen sind, 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-, PU-Kleber oder einem ähnlichen Kleber aufgetragen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren können als Träger handelsübliche

Konstruktionsmaterialien eingesetzt werden

Bevorzugte Träger können beispielsweise sein: 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, Polyetherimid, Polyamid, Aramid befinden.

Träger aus Glasschaum.

In einigen Fällen (z. B. bei Trägem aus Hartschaum oder HDF) kann es vorteilhaft sein, die im Verfahren eingesetzten Träger auf der Ober- und/oder

Unterseite zu beschichten, z. B. mit:

- einem Melamin- oder Phenolharz

- einer Kohlefaser oder Glasfaser.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Träger bevorzugt 0,5 mm bis 100 mm, im besonderen bevorzugt 7 mm bis 30 mm dick sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise wie folgt ausgeführt werden:

Eine dicke Natursteinplatte wird beidseits mit einem Träger zu einem Sandwich verklebt. Die beiden Träger können gleich oder verschieden sein. Mit der beschriebenen Splittingmaschine für Natursteine wird der Naturstein

durchgesägt wird. Man erhält zwei Platten bestehend aus Naturstein jeweils aufgeklebt auf einen Träger.

Die erreichbare Breite der Dünnsteinplatten ist technisch begrenzt durch Durchmesser der Sägeblätter, der noch einen schwingungsfreien Sägevorgang erlaubt. Die fortschreitende Entwicklung auf dem Sektor der Natursteinsägeblätter unter Einsatz neuer Legierungen ermöglicht die Herstellung von Dünnsteinplatten mit einer Breite von über 60 cm.

Zur Erhöhung der Flexibilität und der Stabilität können die Natursteine mit einem Glasfaser- oder Kohlefasergewebe unterseitig beklebt sein.

In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Träger auf der Ober- und Unterseite mit einem Melamin- oder Phenolharz und mit einer Kohlefaser oder Glasfaser beschichtet sein.

Die vorliegende Erfindung kann durch die Figuren 1 und 2 erläutert werden:

Figur 1 zeigt eine Splittingmaschine für Natursteine (4) mit einer Reihe von Sägeblättern, die über die Antriebsachse (5) angetrieben werden.

Die Natursteinplatte (1) ist zwischen die Träger (2 und 3) geklebt.

Figur 2 eine Splittingmaschine für Natursteine (4) mit zwei Reihen von Sägeblättern, die über die Antriebsachse (5) angetrieben werden.

Die Natursteinplatte (1) ist zwischen die Träger (2 und 3) geklebt.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Natursteinplatten auf Träger 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), Möbel, Küchenplatten, Luftfahrt,

Wohnwagen, Yacht- oder Bahnbau erschließt. 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 NuWFedersystem 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 selbst mit einfachen Schneidegeräten aus den Baumärkten möglich ist. Sogar eine Trockenverlegung kann ohne handwerkliches Geschick durch den Laien erfolgen.

Beispiele;

Beispiel 1 :

Herstellung von Platten bestehend aus 3 mm starken Granitplatten aufgeklebt auf 8 mm dicken HDF -Trägern.

Eine 10 mm dicke Granitplatte aus Blue Pearl 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 beidseits jeweils mit einer 8 mm dicken, 61 cm langen und 30,5 cm breiten HOF-Platte beklebt. Die Trägerplatten sind auf Ober- und Unterseite kunststoffbeschichtet.

Mit einer Spezial-Sägemaschine wird die Granitplatte mittig durchgesägt.

Diese Maschine besteht aus einer Reihe von 20 hintereinander geschalteten Sägeblättern steigenden Sägeblattdurchmessers, wobei die Sägeblätter alle in gleicher Höhe angeordnet sind. Die Sägeblätter sind Diamant besetzt.

Das Sandwich ist nun geteilt in zwei gleiche Platten jeweils bestehend aus einer Trägerplatte verklebt mit einer nur noch 3 mm dicken Granitschicht (von der eingesetzten Granitplatte gehen 3 bis 4 mm in Form von Sägemehl verloren). Die erhaltenen Platten aus Naturstein auf Träger werden kalibriert, gefast und poliert.

Beispiel 2:

Herstellung von Platten bestehend aus 3 mm starken Marmorplatten aufgeklebt auf 8 mm dicken HDF-Trägern und auf Platten aus 30 mm dicken Leichtbauträgem mit einer 2 mm dicken Marmorschicht.

Auf eine Platte bestehend aus einem 30 mm dicken Leichtbauträger mit einer Länge von 61 cm und einer Breite von 30,5 cm aufgeklebt auf eine 8 mm dicke Platte aus Estremoz-Marmor mit den Maßen: 61 cm lang und 30,5 cm breit wird

mit einem Epoxid-Kleber eine 8 mm dicke, 61 cm lange und 30,5 cm breite HDF-Platte aufgeklebt. Die HDF-Trägerplatte ist auf Ober- und Unterseite mit Kunststoff beschichtet.

Mit einer Sägemaschine wird die Marmorplatte horizontal 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. Die Sägeblätter sind Diamant besetzt.

Es verbleibt eine Platte bestehend aus dem Leichtbauträger und einer ca. 3 mm starken Marmorschicht, sowie eine Platte aus dem HDF-Träger und einer ca. 2 mm dicken Marmorschicht.

Die erhaltenen Platten aus Naturstein auf Träger werden kalibriert, gefast und poliert.

Bezugszeichenliste:

1. Natursteinplatte

2. erster Träger 3. zweiter Träger

4. Splittingmaschine für Natursteine mit mehreren hintereinander geschalteten, mit Diamanten besetzte Sägeblätter steigenden Sägeblattdurchmessers

5. Antriebsachse