DE102016109794B4

DE102016109794B4 - Method for processing an artificial stone slab

Info

Publication number: DE102016109794B4
Application number: DE102016109794.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Bart
Original assignee: GEORG ACKERMANN GmbH
Current assignee: GEORG ACKERMANN GmbH
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2036-05-28
Also published as: DE102016109794A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung einer Kunststeinplatte (01), wobei die Kunststeinplatte (01) aus einem Verbundwerkstoff besteht, und wobei der Verbundwerkstoff im Wesentlichen aus einer polymeren Bindungsmatrix und einem mineralischen Füllstoff aufgebaut ist, mit folgenden Verfahrensschritten:Erwärmung zumindest eines Teils der Kunststeinplatte (01) bis zur Erweichungstemperatur, die eine plastische Verformung des Verbundwerkstoffs ermöglicht;Einprägen eines Prägewerkzeugs (05, 07) in die erweichte Oberfläche (02) der Kunststeinplatte (01) zur Bildung eines Prägereliefs (06, 10);Abkühlung der Kunststeinplatte (01) bis die Erweichungstemperatur unterschritten ist, wobei das Prägewerkzeug (05, 07) während des Abkühlens im Eingriff der geprägten Oberfläche (02) des Prägereliefs (06, 10) verbleibt.The invention relates to a method for processing an artificial stone slab (01), wherein the artificial stone slab (01) consists of a composite material, and wherein the composite material is essentially composed of a polymeric binding matrix and a mineral filler, with the following process steps: heating at least a part of the Artificial stone slab (01) up to the softening temperature, which enables plastic deformation of the composite material, embossing of an embossing tool (05, 07) into the softened surface (02) of the artificial stone slab (01) to form a slug relief (06, 10); 01) until the softening temperature has fallen below, wherein the embossing tool (05, 07) remains in contact with the embossed surface (02) of the embossing relief (06, 10) during cooling.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten einer Kunststeinplatte nach der Lehre der unabhängigen Hauptansprüche.The invention relates to a method for processing an artificial stone slab according to the teaching of the independent main claims.

Bei den hier in Rede stehenden Kunststeinplatten, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, handelt es sich um einen Verbundwerkstoff, der im Wesentlichen aus einer polymeren Bindungsmatrix und einem darin eingebetteten mineralischen Füllstoff aufgebaut ist. Struktur, Aussehen und Eigenschaften des Kunststeinplattenmaterials können durch Änderung der Bindungsmatrix bzw. des mineralischen Füllstoffs sehr gut variiert werden. Solche Kunststeinplatten weisen eine sehr gute und praktisch porenfreien Oberflächenbeschaffenheit und eine hohe Resistenz gegen Chemikalien, insbesondere Säuren und Laugen, auf. Außerdem zeichnen sie sich dadurch aus, dass sie anders als natürliches Steinmaterial mit Holzbearbeitungswerkzeugen problemlos bearbeitet werden können. So lassen sich die Kunststeinplatten sehr einfach Bohren, Fräsen, Schneiden oder Abhobeln. Aufgrund dieser guten Verarbeitbarkeit der Kunststeinplatten werden sie in vielen unterschiedlichen Anwendungsbereichen eingesetzt. So werden Kunststeinplatten als Fassadenverkleidungen, Innenverkleidungen, in der Gastronomie oder im Ladenbau eingesetzt. Insbesondere auch bei der Einrichtung von Laboren und im Gesundheitswesen finden solche Kunststeinplatten eine breite Anwendung, da sie sehr gute hygienische Eigenschaften aufweisen. Auch im Sanitärbereich sind verschiedenste Einsatzbereiche des Kunststeins bekannt, da er eine hohe Wasserfestigkeit aufweist. Auch werden zunehmend Beleuchtungseinrichtungen aus Kunststeinprodukten hergestellt, da das Material je nach Einfärbung transluzent ist und ungewöhnliche Beleuchtungseffekte ermöglicht.The artificial stone slabs in question here, as known from the prior art, are a composite material which is composed essentially of a polymeric binding matrix and a mineral filler embedded therein. The structure, appearance and properties of the artificial stone slab material can be varied very well by changing the bonding matrix or the mineral filler. Such artificial stone slabs have a very good and practically non-porous surface texture and a high resistance to chemicals, especially acids and alkalis. In addition, they are characterized by the fact that, unlike natural stone material, they can be easily processed with woodworking tools. Thus, the artificial stone slabs are very easy drilling, milling, cutting or planing. Due to this good processability of artificial stone slabs, they are used in many different applications. For example, artificial stone slabs are used as façade cladding, interior cladding, in catering or in shopfitting. In particular, in the establishment of laboratories and health care such artificial stone slabs are widely used because they have very good hygienic properties. Also in the sanitary area a variety of applications of artificial stone are known because it has a high water resistance. Also increasingly lighting fixtures are made of artificial stone products, since the material is translucent depending on the coloring and allows unusual lighting effects.

Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Photovoltaik-Dachziegeln ist aus der Die US 2009/0000222 A1 bekannt. Die Grundplatte dieser Dachziegel besteht aus einem Material, das aus Füllmaterial und einer härtbaren Kunststoffmatrix hergestellt ist. Diese extrudierten Verbundplatten können mit einer Presse heißgeprägt werden. Die WO 99/18150 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von geprägten Verbundplatten als dekoratives bzw. architektonisch nutzbares Bauteil. Diese Verbundplatten werden in einer Form heißgeprägt und dadurch mit einer dekorativen Oberfläche ausgestattet.A generic method for the production of photovoltaic roof tiles is from Die US 2009/0000222 A1 known. The base plate of these roof tiles is made of a material that is made of filler material and a hardenable plastic matrix. These extruded composite panels can be hot stamped with a press. The WO 99/18150 A1 describes a method for producing embossed composite panels as a decorative or architecturally usable component. These composite panels are hot-stamped in a mold and thereby provided with a decorative surface.

Die EP 2 412 516 B1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Prägematrize.The EP 2 412 516 B1 describes a method of making a die.

Nachteilig an den bekannten Anwendungen der Kunststeinplatten ist es, dass die zweidimensionale Plattenstruktur der Kunststeinplatten nur geringe Gestaltungsmöglichkeiten ermöglicht. Soll an der Kunststeinplatte beispielsweise ein Oberflächenrelief vorhanden sein, so muss dieses mit mehrachsigen Fräsmaschinen eingefräst werden, was zeit- und kostenaufwendig ist.A disadvantage of the known applications of artificial stone slabs is that the two-dimensional plate structure of the artificial stone slabs allows only small design options. If, for example, a surface relief is to be present on the artificial stone slab, then this must be milled with multi-axis milling machines, which is time consuming and costly.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Bearbeitung von Kunststeinplatten vorzuschlagen, mit dem neue Gestaltungsmöglichkeiten zur Oberflächengestaltung der Kunststeinplatten geschaffen werden.Object of the present invention is therefore to propose a method for processing artificial stone slabs, are created with the new design options for surface design of artificial stone slabs.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren nach der Lehre des unabhängigen Hauptanspruchs gelöst.These objects are achieved by a method according to the teaching of the independent main claim.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Eigenschaften der verwendeten Kunststeinplatten werden maßgeblich von der polymeren Bindungsmatrix bestimmt. Eine Besonderheit dieses Materials ist es dabei, dass die langkettigen Polymermoleküle bei einer Verformung der Bindungsmatrix lediglich gestreckt und gestaucht werden aber keine strukturellen Umlagerungen der einzelnen Polymermoleküle stattfinden. Im Verformungsverhalten des Verbundwerkstoffs führt diese Eigenschaft der Polymerketten dazu, dass das Verbundmaterial einen starken Memoryeffekt zeigt. Das heißt, bei Verformungen des Materials durch Erweichung der Bindungsmatrix und anschließender Erstarrung des Verbundmaterials sind die Verformungen in der Bindungsmatrix eingefroren. Wird das Material anschließend wieder über den Erweichungspunkt erwärmt bilden sich die Verformungen zum größten Teil wieder zurück.The properties of the artificial stone slabs used are largely determined by the polymeric binding matrix. A special feature of this material is that the long-chain polymer molecules are merely stretched and compressed when the binding matrix is deformed, but that no structural rearrangements of the individual polymer molecules take place. In the deformation behavior of the composite material, this property of the polymer chains causes the composite material to show a strong memory effect. That is, deformations of the material due to softening of the bonding matrix and subsequent solidification of the composite material will freeze the deformations in the bonding matrix. If the material is subsequently heated above the softening point, the deformations largely form again.

Dieser Memoryeffekt hat dazu geführt, dass Kunststeinplatten zur Bildung von Oberflächenreliefs regelmäßig ausgefräst wurden, wohingegen Verformungsverfahren wie das Oberflächenprägen keine Anwendung gefunden haben, da die durch Prägen gefertigten Oberflächenstrukturen nicht nachhaltig erhalten werden konnten.This memory effect has led to the fact that artificial stone slabs were regularly milled out to form surface reliefs, whereas deformation processes such as surface embossing did not find application because the surface structures produced by embossing could not be sustainably preserved.

Durch die Verfahrensweise kann eine dauerhafte Verformung der Kunststeinplatten durch Prägen unter Verwendung eines Prägewerkzeugs erreicht werden. Dazu wird das Material der Kunststeinplatte zumindest in dem Bereich, in dem das Oberflächenrelief angebracht werden soll, bis zur Erweichungstemperatur oder darüber erwärmt. Die Erweichungstemperatur liegt bei üblichen Kunststeinplatten vielfach im Bereich von circa 120° bis 130° C, so dass die Kunststeinplatte beispielsweise auf 160° bis 190° C erwärmt werden sollte.By the procedure, a permanent deformation of the artificial stone slabs can be achieved by embossing using a stamping tool. For this purpose, the material of the artificial stone slab is heated to the softening temperature or above at least in the area in which the surface relief is to be applied. The softening temperature is in conventional artificial stone often in the range of about 120 ° to 130 ° C, so that the artificial stone plate should be heated to 160 ° to 190 ° C, for example.

Nach der Erwärmung der Kunststeinplatte wird dann ein Prägewerkzeug in die erweichte Oberfläche eingeprägt, so dass sich das Verbundmaterial durch Fließen entsprechend verformt und an der Oberfläche ein Prägerelief, das die Negativform des Prägewerkzeugs darstellt, ausgebildet wird.After heating the artificial stone slab, an embossing tool is then softened Embossed surface so that the composite material deformed by flowing accordingly and on the surface of a stamp relief, which is the negative mold of the embossing tool is formed.

Anschließend wird die Kunststeinplatte abgekühlt, bis die Erweichungstemperatur unterschritten ist und die Kunststeinplatte damit wieder formstabil wird. Von entscheidender Bedeutung ist es dabei, dass das Prägewerkzeug während des Abkühlens im Eingriff der geprägten Oberfläche des Prägereliefs verbleibt, so dass sich das Prägerelief aufgrund des Memoryeffekts des Verbundwerkstoffs nicht in unerwünschter Weise rückbildet.Subsequently, the artificial stone slab is cooled until the softening temperature has fallen below and the artificial stone slab thus becomes dimensionally stable again. Of crucial importance is that the embossing tool remains in engagement with the embossed surface of the embossing relief during cooling, so that the embossing relief does not undesirably regress due to the memory effect of the composite material.

Mittels dieser Verfahrensweise ist es möglich, auch Kunststeinplatten aus Verbundwerkstoff durch Einprägen eines Prägewerkzeugs oberflächig zu verformen und geprägte Oberflächen mit Prägerelief an der Außenseite der Kunststeinplatte herzustellen.By means of this procedure, it is also possible to deform composite artificial stone slabs by embossing an embossing tool on the surface and to produce embossed surfaces with embossing relief on the outside of the artificial stone slab.

Wie bereits erläutert, weist der Verbundwerkstoff der verwendeten Kunststeinplatten einen starken Memoryeffekt auf, der die verformten Umformzonen bei erneuter Erwärmung auf einen Temperaturbereich oberhalb der Erweichungstemperatur rückverformt. Diese Rückverformung der Umformzonen ist insbesondere dann von Nachteil, wenn die geprägte Kunststeinplatte lediglich als Halbfertigprodukt verwendet wird und zur Herstellung des Fertigprodukts erneut über die Erweichungstemperatur erwärmt werden muss. Sollen beispielsweise Duschtassen mit einer geprägten Innenoberfläche hergestellt werden, so muss die geprägte Kunststeinplatte nach dem Prägen erneut auf die Erweichungstemperatur erwärmt werden, um anschließend in einem Gesenkwerkzeug die Kunststeinplatte in die gewünschte Form der Duschtasse zu pressen. Bei dieser erneuten Erwärmung bildet sich dann das Prägerelief an der Oberfläche der Kunststeinplatte wieder weitgehend zurück, so dass nur sehr flache Oberflächenreliefs verbleiben. Zur Vermeidung dieses unerwünschten Effekts bei erneuter Erwärmung der geprägten Kunststeinplatte oberhalb der Erweichungstemperatur ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Prägerelief nach dem Abkühlen zumindest teilweise, insbesondere unter Bildung einer ebenen Bearbeitungsfläche, abzuschleifen. Die Kunststeinplatte zeigt dann zunächst kein oberflächliches Prägerelief mehr. Allerdings verbleiben im Verbundwerkstoff selbst dabei die durch das Prägen erzeugten Umformzonen, in denen das Material der Bindungsmatrix durch Fließprozesse gestaucht bzw. gestreckt wurde. Wird nun diese zunächst wiederum oberflächlich ebene Kunststeinplatte erneut über die Erweichungstemperatur erwärmt, so führt der Memoryeffekt dazu, dass sich das Material der Kunststeinplatte im Bereich der verbliebenen Umformzonen in Richtung seiner ursprünglichen Position vor der Umformung rückverformt, so dass im Ergebnis das negativ eingeprägte Prägerelief dadurch anschließend positiv aus der eben geschliffenen Oberfläche heraustritt. Diese durch den Memoryeffekt erzeugten Prägereliefs sind dann gegenüber weiteren Erwärmungen im Temperaturbereich oberhalb der Erweichungstemperatur unempfindlich, da sich das Material in den Umformzonen bereits vollständig entspannt hat.As already explained, the composite material of the artificial stone slabs used has a strong memory effect, which re-deforms the deformed deformation zones when reheated to a temperature range above the softening temperature. This reverse deformation of the forming zones is disadvantageous, in particular, when the embossed artificial stone slab is used only as a semi-finished product and must be reheated above the softening temperature to produce the finished product. If, for example, shower trays are to be produced with an embossed inner surface, the embossed artificial stone slab must once again be heated to the softening temperature after embossing, in order then to press the artificial stone slab into the desired shape of the shower tray in a die tool. During this renewed heating, the embossing relief then largely forms on the surface of the artificial stone plate, so that only very flat surface reliefs remain. To avoid this undesirable effect on renewed heating of the embossed artificial stone plate above the softening temperature, it is provided according to the invention that the embossing relief after cooling at least partially, in particular to form a planar processing surface, abrade. The artificial stone plate shows then no more superficial embossing relief. However, in the composite material itself, the forming zones produced by embossing remain in which the material of the binding matrix was compressed or stretched by flow processes. If this artificial stone plate, which in turn is once again superficially heated above the softening temperature, then the memory effect causes the material of the artificial stone plate to be deformed back in the region of the remaining forming zones in the direction of its original position before forming, so that as a result the embossed relief embossed in a negative way then positively emerges from the newly ground surface. These embossing reliefs produced by the memory effect are then insensitive to further heating in the temperature range above the softening temperature, since the material has already completely relaxed in the forming zones.

Solche Kunststeinplatten mit durch den Memoryeffekt erzeugten Oberflächenreliefs können dann problemlos erneut über die Erweichungstemperatur erwärmt und dreidimensional verformt werden, ohne dass es zu einer erneuten Rückbildung des Oberflächenreliefs kommt.Such artificial stone slabs with surface reliefs produced by the memory effect can then be easily reheated above the softening temperature and deformed three-dimensionally without a renewed regression of the surface relief occurring.

Welche Art von Prägewerkzeug für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird, ist grundsätzlich beliebig. Dabei kann es sich um Prägestempel oder Prägewalzen oder sonstige Prägewerkzeuge handeln. Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Prägewerkzeug eine Prägeplatte aus einem elastisch verformbaren und/oder wärmeisolierenden Material verwendet wird. Durch die elastische Verformbarkeit des Prägewerkzeugs wird erreicht, dass sich das Prägewerkzeug im Bereich von Prägekanten zumindest geringfügig verformen kann und dadurch das Fließen des Verbundwerkstoffs während des Prägens erleichtert wird. Außerdem werden dadurch unerwünschte Mikrorisse in der Oberfläche der Kunststeinplatte, wie sie durch zu scharfe Prägekanten entstehen können, vermieden. Eine zumindest geringfügige Wärmeisolation der Prägeplatte ist vorteilhaft, um eine unkontrollierte Abkühlung des Verbundwerkstoffs während des Prägens zu vermeiden. Insbesondere können die Kunststeinplatten dann zunächst in einer ersten Vorrichtung, beispielsweise einem Ofen oder einer beheizbaren Furnierpresse, aufgeheizt und anschließend in einer zweiten Vorrichtung, beispielsweise einer Furnierpresse, geprägt werden, wobei die zweite Vorrichtung selbst dann nicht zwingend beheizt werden muss. Insbesondere haben sich Platten aus Pappe oder Elastomer als hervorragend geeignet erwiesen, um Prägeplatten zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen. Diese Materialien haben außerdem den Vorteil, dass sie sehr einfach bearbeitet werden können, so dass der Aufwand zur Herstellung der Prägeplatten entsprechend gering ist. Insofern können auch Werkstücke mit sehr geringer Stückzahl mit dem erfindungsgemäßen Verfahren problemlos hergestellt werden.Which type of embossing tool is used for the method according to the invention is fundamentally arbitrary. These can be embossing dies or embossing rolls or other embossing tools. It is particularly advantageous if an embossing plate of an elastically deformable and / or heat-insulating material is used as embossing tool. The elastic deformability of the embossing tool ensures that the embossing tool can at least slightly deform in the region of embossing edges, thereby facilitating the flow of the composite material during embossing. In addition, this undesirable microcracks in the surface of the artificial stone slab, as they can be caused by too sharp embossing edges avoided. At least slight heat insulation of the embossing plate is advantageous in order to avoid uncontrolled cooling of the composite material during embossing. In particular, the artificial stone slabs can then first be heated in a first apparatus, for example an oven or a heatable veneer press, and subsequently embossed in a second apparatus, for example a veneer press, whereby the second apparatus does not necessarily have to be heated. In particular, paperboard or elastomeric panels have proven to be outstandingly suitable for making dies for use in the process of the invention. These materials also have the advantage that they can be processed very easily, so that the cost of producing the stamping plates is correspondingly low. In this respect, workpieces with a very small number of pieces can be produced without problems with the method according to the invention.

Werden zur Herstellung des Prägewerkzeugs Materialien mit relativ geringer Festigkeit, beispielsweise Pappe oder Elastomer, verwendet, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Prägewerkzeug in der Art einer Prägeplatte mit Ausschnitten ausgestaltet ist. Beim Einprägen der Prägeplatte in den Verbundwerkstoff fließt dann das Verbundmaterial aufgrund des aufgebrachten Drucks in die Ausschnitte ein und bildet dadurch das gewünschte Oberflächenrelief. Die Belastungen des Materials des Prägewerkezeugs sind dabei relativ gering und die Ausschnitte können außerdem relativ einfach und kostengünstig in der Prägeplatte angebracht werden.If materials with relatively low strength, for example cardboard or elastomer, are used for producing the stamping tool, it is particularly advantageous if the stamping tool is designed in the manner of a stamping plate with cutouts. When embossing the embossing plate in the composite then flows the composite material due to the applied pressure in the cutouts and thereby forms the desired surface relief. The loads of the material of the embossing tool are relatively low and the cutouts can also be relatively easily and inexpensively mounted in the stamping plate.

Alternativ zur Verwendung einer Prägeplatte mit Ausschnitten kann als Prägewerkzeug auch eine Prägeplatte mit auf der Wirkseite überstehenden Prägeüberständen verwendet werden. Diese Art von Prägeplatte mit Prägeüberständen kann dabei einfach dadurch hergestellt werden, dass zunächst eine erste Platte ausgeschnitten wird. Die Ausschnitte bilden dabei die Prägeüberstände. Zur Herstellung des eigentlichen Prägewerkzeugs werden die ausgeschnittenen Teile der ersten Platte auf eine zweite Trägerplatte aufgebracht und dort befestigt, beispielsweise festgeklebt. Im Ergebnis entsteht dadurch eine im Querschnitt zweischichtige Prägeplatte mit einer vollständig von der Trägerplatte und den aus der ersten Platte ausgeschnittenen Prägeüberständen, die auf der Trägerplatte der zweiten Schicht befestigt sind.As an alternative to using a stamping plate with cutouts, a stamping plate with embossing projections protruding on the active side can also be used as stamping tool. This type of stamping plate with embossing supernatants can be made simply by first cutting out a first plate. The cutouts form the embossing protrusions. To produce the actual embossing tool, the cut-out parts of the first plate are applied to a second carrier plate and fixed there, for example glued. As a result, this results in a cross-section two-layer embossing plate with a completely of the support plate and the first plate cut stamping protrusions which are mounted on the support plate of the second layer.

Um die Herstellkosten zur Herstellung der Prägeplatten möglichst gering zu halten und zugleich große Gestaltungsspielräume zu haben ist es besonders vorteilhaft, wenn die Ausschnitte in der Prägeplatte bzw. die als Prägeüberstände verwendeten Ausschnitte mit einem CAD/CAM-Verfahren hergestellt sind. Beispielsweise können dazu Laserschneidverfahren oder automatische Cutterverfahren angewendet werden. Der Verwender des Verfahrens hat dann die Möglichkeit die gewünschte Struktur des Oberflächenreliefs mit einem CAD-Programm zu gestalten und anschließend die CAD-Daten auf eine entsprechende CAM-Fertigungsanlage, beispielsweise einen Laserschneider oder einen Cutter für Pappmaterialien, zu übertragen und ohne weitere Verarbeitungseingriffe produzieren zu lassen. Insbesondere, wenn eine Prägeplatte mit Ausschnitten zur Herstellung des Prägereliefs verwendet wird, kann durch entsprechende Begrenzung der Einpresstiefe des Prägewerkzeugs in die Oberfläche der Kunststeinplatte erreicht werden, dass die in die Ausschnitte einfließenden Oberflächenbereiche nicht mit dem Prägewerkzeug in unmittelbaren Kontakt geraten. Insofern verändert sich die Oberfläche in diesen Bereichen nicht wesentlich. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Oberfläche der Kunststeinplatte vor dem Einprägen des Prägewerkzeugs fein geschliffen und/oder poliert wird. Dabei kann dann die gesamte ebene Oberfläche der Kunststeinplatte durch entsprechende Fertigungsverfahren sehr einfach und kostengünstig fein geschliffen und/oder poliert werden. Die fein geschliffen und/oder polierten Oberflächenbereiche verändern sich dann durch das Einfließen in die Ausschnitte nicht wesentlich, wohingegen die Oberflächenbereiche, in die das Werkzeug unmittelbar eingeprägt wird, die Oberflächeneigenschaften des Prägestempels annehmen. Im Ergebnis können somit Oberflächenreliefs mit zwei unterschiedlichen Oberflächenqualitäten hergestellt werden, was zusätzliche Gestaltungsmöglichkeiten ergibt. Alternativ dazu kann die Oberfläche der Kunststeinplatte auch nach dem Einprägen des Prägewerkzeugs fein geschliffen und/oder poliert werden, was allerdings im Hinblick auf die nicht vollständige Ebenheit der fein geschliffen und/oder zu polierenden Oberfläche deutlich aufwendiger ist.In order to keep the manufacturing costs for the production of the stamping plates as low as possible and at the same time to have great design freedom, it is particularly advantageous if the cutouts in the stamping plate or the cutouts used as stamping protrusions are produced using a CAD / CAM method. For example, laser cutting or automatic cutting methods can be used for this purpose. The user of the method then has the opportunity to design the desired structure of the surface relief with a CAD program and then to transfer the CAD data to a corresponding CAM production facility, such as a laser cutter or a cutter for cardboard materials, and produce without further processing intervention to let. In particular, if an embossing plate is used with cutouts for producing the embossing relief, can be achieved by appropriate limitation of the Einpresstiefe the embossing tool in the surface of the artificial stone slab that the surface areas flowing into the cutouts do not come into direct contact with the embossing tool. In this respect, the surface does not change significantly in these areas. This is particularly advantageous if the surface of the artificial stone slab is finely ground and / or polished before the stamping of the embossing tool. In this case, then the entire flat surface of the artificial stone slab can be ground very finely and inexpensively by appropriate manufacturing processes and / or polished. The finely ground and / or polished surface areas then do not change significantly as they flow into the cutouts, whereas the surface areas in which the tool is imprinted directly assume the surface properties of the stamping die. As a result, surface reliefs with two different surface qualities can thus be produced, which provides additional design options. Alternatively, the surface of the artificial stone slab can be finely ground and / or polished even after the embossing tool has been embossed, which, however, is considerably more expensive in view of the incomplete flatness of the finely ground and / or polished surface.

Die Kunststeinplatten mit dem erfindungsgemäß hergestellten Prägerelief sollten bevorzugt einen Gewichtsanteil der Bindungsmatrix im Verbundwerkstoff im Bereich von 25 % bis 75 % aufweisen.The artificial stone slabs with the embossing relief produced according to the invention should preferably have a weight fraction of the bonding matrix in the composite in the range from 25% to 75%.

Die Dimensionen der Kunststeinplatten sollten bevorzugt im Hinblick auf die Dicke im Bereich von 3 mm bis 30 mm liegen und im Hinblick auf die Breite im Bereich bis 2050 mm und im Hinblick auf die Länge im Bereich bis 4000 mm liegen.The dimensions of the artificial stone slabs should preferably be in the range of 3 mm to 30 mm in terms of thickness and be in the range up to 2050 mm in terms of width and in the range up to 4000 mm in terms of length.

Die polymere Bindungsmatrix des Verbundwerkstoffs der Kunststeinplatten sollte bevorzugt aus Polymethylmetacrylat bestehen.The polymeric bond matrix of the composite of the artificial stone slabs should preferably consist of polymethyl methacrylate.

Als mineralischer Füllstoff im Verbundwerkstoff ist bevorzugt Aluminiumhydroxid zu verwenden.It is preferable to use aluminum hydroxide as the mineral filler in the composite material.

Welche Art von Produkten aus den Kunststeinplatten hergestellt wird, ist grundsätzlich beliebig. Besonders große Vorteile bieten das erfindungsgemäße Verfahren und die so hergestellten Kunststeinplatten bei der Herstellung von Dekorpanelen und bei der Herstellung von Duschtassen.Which type of products are made from artificial stone slabs is basically arbitrary. The process according to the invention and the artificial stone slabs produced in this way offer particularly great advantages in the production of decorative panels and in the production of shower trays.

Verschiedene Varianten der Erfindung werden in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.Various variants of the invention are illustrated schematically in the drawings and are explained below by way of example.

Es zeigen:

1 eine Kunststeinplatte vor dem Einprägen eines Prägewerkzeugs in Ansicht von oben;
2 eine Platte aus Pappe, insbesondere Finnpappe, zur Herstellung einer Prägeplatte zum Prägen der Kunststeinplatte gemäß 1 in Ansicht von oben;
3 die aus der Platte aus Pappmaterial gemäß 2 hergestellte Prägeplatte in Ansicht von oben;
4 die Kunststeinplatte gemäß 1 nach dem Prägen mit der Prägeplatte gemäß 3 in Ansicht von oben;
5 die Kunststeinplatte gemäß 4 im Teilquerschnitt entlang der Schnittlinie A-A;
6 eine zweite Prägeplatte zum Prägen der Kunststeinplatte gemäß 1 in Ansicht von oben;
7 die Prägeplatte gemäß 6 im Teilquerschnitt entlang der Schnittlinie B-B;
8 die Kunststeinplatte gemäß 1 nach Prägen mit der Prägeplatte gemäß 6 in Ansicht von oben;
9 die Kunststeinplatte gemäß 8 im Teilquerschnitt entlang der Schnittlinie C-C;
10 die Kunststeinplatte gemäß 8 nach Entfernung des Prägereliefs durch Abschleifen in Ansicht von oben;
11 die Kunststeinplatte gemäß 10 im Teilquerschnitt entlang der Schnittlinie D-D;
12 die Kunststeinplatte gemäß 10 nach erneutem Erwärmen in einem Temperaturbereich oberhalb der Erweichungstemperatur in Ansicht von oben;
13 die Kunststeinplatte gemäß 12 im Teilquerschnitt entlang der Schnittlinie E-E.

Show it:

1 an artificial stone plate before embossing a stamping tool in top view;
2 a board made of cardboard, in particular Finnpappe, for producing a stamping plate for embossing the artificial stone plate according to 1 in top view;
3 according to the board of cardboard material 2 produced stamping plate in top view;
4 the artificial stone plate according to 1 after embossing with the stamping plate according to 3 in top view;
5 the artificial stone plate according to 4 in the partial cross section along the section line AA;
6 a second embossing plate for embossing the artificial stone plate according to 1 in top view;
7 the embossing plate according to 6 in partial cross-section along the section line BB;
8th the artificial stone plate according to 1 after embossing with the stamping plate according to 6 in top view;
9 the artificial stone plate according to 8th in partial cross-section along the section line CC;
10 the artificial stone plate according to 8th after removal of the embossing relief by grinding in view from above;
11 the artificial stone plate according to 10 in the partial cross section along the section line DD;
12 the artificial stone plate according to 10 After renewed heating in a temperature range above the softening temperature in a top view;
13 the artificial stone plate according to 12 in partial cross section along the section line EE.

1 zeigt eine Kunststeinplatte 01 aus einem Verbundwerkstoff mit einer polymeren Bindungsmatrix, die mit einem mineralischen Füllstoff gefüllt ist. Bei der Bindungsmatrix handelt es sich dabei um Polymethylmethacrylat und als Füllstoff ist Aluminiumhydroxid vorgesehen. Die Steinplatte 01 im Rohzustand weist eine im Wesentlichen ebene Oberfläche 02 auf. Die Steinplatte 01 soll durch Einsatz des Verfahrens geprägt und entsprechend oberflächig verformt werden, um ein Prägerelief an der ebenen Oberfläche 02 zu erzeugen. 1 shows an artificial stone plate 01 of a composite material having a polymeric binding matrix filled with a mineral filler. The binding matrix is polymethylmethacrylate and the filler is aluminum hydroxide. The stone plate 01 in the raw state has a substantially flat surface 02 on. The stone plate 01 should be embossed by using the process and deformed accordingly surface, to a stamp relief on the flat surface 02 to create.

2 zeigt eine Platte 03 aus Finnpappe, die zur Herstellung eines Prägewerkzeugs, nämlich einer Prägeplatte 05 zum Prägen der Kunststeinplatte 01 verwendet werden soll. Dazu wird die Platte 03 mittels eines CAD/CAM-Verfahrens bearbeitet und in der Platte 03 dadurch vollautomatisch Ausnehmungen 04 angebracht. Die mögliche Verwendung der aus den Ausnehmungen 04 entnommenen Ausschnitte 14 wird weiter unten im Bezug zu 6 beschrieben. 2 shows a plate 03 made of finned cardboard used to make an embossing tool, namely an embossing plate 05 for embossing the artificial stone slab 01 should be used. This is the plate 03 processed by a CAD / CAM method and in the plate 03 Fully automatic recesses 04 appropriate. The possible use of the recesses 04 taken excerpts 14 will be further down in relation to 6 described.

3 zeigt die Platte 03 mit den Ausnehmungen 04 in Ansicht von oben. Um nun die Kunststeinplatte 01 zu prägen wird diese zunächst in einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise in einer beheizbaren Furnierpresse auf eine Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur von beispielsweise 120° C erhitzt. Anschließend wird die in 3 dargestellte Platte 03 mit den Ausnehmungen 04 auf die zu prägende Oberfläche 02 aufgelegt und mittels einer weiteren Vorrichtung, beispielsweise einer nicht beheizbaren Furnierpresse, in die Oberfläche 02 durch Aufbringung eines entsprechenden Prägedrucks eingeprägt. Nach dem Einprägen der Platte 03 in die Oberfläche 02 der Kunststeinplatte 01 wird die Kunststeinplatte 01 abgekühlt bis die Erweichungstemperatur unterschritten ist. Während des Abkühlens verbleibt die Platte 03 mit den Ausnehmungen 04 in Eingriff an der Oberfläche 02 der Kunststeinplatte 01, um eine unerwünschte Rückbildung des erzeugten Prägereliefs zu verhindern. 3 shows the plate 03 with the recesses 04 in top view. To now the artificial stone plate 01 to emboss this is first heated in a suitable device, for example in a heated veneer press to a temperature above the softening temperature of for example 120 ° C. Subsequently, the in 3 illustrated plate 03 with the recesses 04 on the surface to be embossed 02 placed on and impressed by means of another device, such as a non-heatable veneer press, in the surface 02 by applying a corresponding embossing pressure. After impressing the plate 03 in the surface 02 the artificial stone slab 01 becomes the artificial stone plate 01 cooled until the softening temperature is below. During cooling, the plate remains 03 with the recesses 04 engaged on the surface 02 the artificial stone slab 01 to prevent unwanted regression of the generated stamping relief.

4 zeigt die Kunststeinplatte 01 nach dem vollständigen Abkühlen und der Entfernung der Prägeplatte 05. An der Oberfläche 02 hat sich durch das Einprägen der Prägeplatte 05 ein Prägerelief 06 gebildet. Durch Einprägen der Prägeplatte 05 in das erweichte Verbundmaterial der Kunststeinplatte 01 ist das Verbundmaterial in die Ausnehmungen 04 verdrängt worden und steht entsprechend über. Aufgrund der elastischen Verformbarkeit des Pappmaterials bilden sich dabei keine scharfen Prägekanten. 4 shows the artificial stone slab 01 after complete cooling and removal of the stamping plate 05 , On the surface 02 has become by the stamping of the stamping plate 05 a stamp relief 06 educated. By impressing the stamping plate 05 into the softened composite material of the artificial stone slab 01 is the composite material in the recesses 04 has been displaced and is accordingly over. Due to the elastic deformability of the cardboard material, no sharp embossing edges are formed.

5 zeigt die geprägte Kunststeinplatte 01 im Teilquerschnitt A-A. 5 shows the embossed artificial stone plate 01 in partial cross section AA.

6 zeigt eine zweite Prägeplatte 07, die alternativ zu der Prägeplatte 05 Verwendung finden kann. Zur Herstellung der Prägeplatte 07 werden auf eine Trägerplatte 08 Prägeüberstände 09 befestigt, beispielsweise festgeklebt. Um dies in einfacher Weise erreichen zu können, kann beispielsweise die gecuttete Prägeplatte 05 vor dem Entfernen der Ausschnitte 14 auf die Trägerplatte 08 aufgelegt und das Material der Ausschnitte 14 auf der Trägerplatte 08 fixiert werden. Durch das Entfernen der Prägeplatte 05 wird dann ohne weiteres die Prägeplatte 07 gebildet. 6 shows a second stamping plate 07 that can be used as an alternative to the die 05. For the production of the stamping plate 07 be on a support plate 08 Embossing supernatants 09 attached, for example glued. To achieve this in a simple manner, for example, the cutted die 05 before removing the cutouts 14 on the carrier plate 08 hung up and the material of the cutouts 14 on the carrier plate 08 be fixed. By removing the stamping plate 05 will then easily the stamping plate 07 educated.

8 zeigt die Kunststeinplatte 01 nach Prägen mit der Prägeplatte 07 in Ansicht von oben. 8th shows the artificial stone slab 01 after embossing with the stamping plate 07 in top view.

9 zeigt die geprägte Kunststeinplatte 01 im Querschnitt. Durch Einprägen der Prägeüberstände 09 bildet sich das eingeprägte Prägerelief 10 in der Oberfläche 02. Statt überzustehen ist also das Prägerelief 10 in die Oberfläche 02 plastisch eingeformt. 9 shows the embossed artificial stone plate 01 in cross section. By impressing the embossing projections 09 the impressed embossing relief 10 forms in the surface 02 , Instead of getting over is the embossing relief 10 in the surface 02 plastically formed.

10 zeigt eine besondere Verfahrensvariante, zu der die in 8 dargestellte geprägte Kunststeinplatte 01 Verwendung finden kann. Nach dem vollständigen Erkalten der in 8 dargestellten geprägten Kunststeinplatte 01 wird das Prägerelief 10 vollständig entfernt, beispielsweise abgeschliffen. Die ebene Bearbeitungsfläche 11 der in 10 dargestellten Kunststeinplatte 01 weist also nach dem Entfernen des Prägereliefs 10 keine Überstände mehr auf. 10 shows a special process variant to which the in 8th illustrated embossed artificial stone slab 01 Can be used. After completely cooling the in 8th illustrated embossed artificial stone plate 01 becomes the stamp relief 10 completely removed, for example abraded. The flat working surface 11 the in 10 illustrated artificial stone plate 01 thus indicates after removing the stamp relief 10 no more supernatants.

Wie allerdings aus 11 ersichtlich verbleiben im Material der Kunststeinplatte 01 nach Entfernen des Prägereliefs 10 Umformzonen 12, deren Lage und Kontur gerade dem Prägerelief 10 entsprechen. Im Bereich der Umformzonen 12 würde das Verbundmaterial der Kunststeinplatte 01 durch Einprägen der Prägeüberstände 09 gestaucht bzw. gestreckt, wobei diese Stauchungen und Streckungen in dem erkalteten Material eingefroren sind.As though out 11 visible remain in the material of the artificial stone slab 01 after removal of the embossing relief 10 forming zones 12 , whose position and contour are straight to the embossing relief 10 correspond. In the area of forming zones 12 would be the composite material of the artificial stone slab 01 by impressing the embossing projections 09 compressed or stretched, these compressions and strains are frozen in the cooled material.

12 zeigt die in 10 dargestellte Kunststeinplatte 01 nach dem erneuten Erwärmen in einem Temperaturbereich oberhalb der Erwärmungstemperatur. Durch das erneute Erwärmen des Verbundmaterials der Kunststeinplatte 01 haben sich die Umformzonen 12 aufgrund des Memoryeffekts des Verbundmaterials rückgeformt und stehen nunmehr über die zuvor ebene Bearbeitungsfläche 11 reliefartig über. Durch die erneute Erwärmung hat sich also an der Bearbeitungsfläche 11 ein Oberflächenrelief 13 gebildet, dessen Form im Wesentlichen der negativen Abformung des Prägereliefs 10 entspricht. 12 shows the in 10 illustrated artificial stone slab 01 after reheating in a temperature range above the heating temperature. By reheating the composite material of the artificial stone slab 01 the forming zones 12 have reformed due to the memory effect of the composite material and are now on the previously flat processing surface 11 in relief over. Due to the re-heating has so on the processing surface 11 a surface relief 13 whose shape is essentially the negative impression of the embossing relief 10 equivalent.

Claims

Method for processing an artificial stone slab (01), wherein the artificial stone slab (01) consists of a composite material, and wherein the composite material is essentially composed of a polymeric binding matrix and a mineral filler, with the following process steps: a) heating at least a part of the artificial stone slab ( 01) to the softening temperature which allows plastic deformation of the composite material; b) embossing an embossing tool (05, 07) in the softened surface (02) of the artificial stone slab (01) to form a stamping relief (06, 10); c) cooling of the artificial stone slab (01) until the softening temperature has fallen below, the embossing tool (05, 07) remaining in contact with the embossed surface (02) of the embossing relief (06, 10) during cooling, characterized in that the embossing relief (10) after cooling of the artificial stone slab (01) at least partially, in particular to form a planar processing surface (11) is removed so that after removal of the stamping relief (10) forming zones (12) are retained in the composite, wherein the forming zones (12) the impressing of the embossing tool (05, 07) in the artificial stone slab (01) were generated.

Method according to Claim 1 , characterized in that the surface (02) of the artificial stone slab (01) before and / or after the embossing of the embossing tool (05, 07) is finely ground and / or polished.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the artificial stone plate (01) after removal of the embossing relief (10) to form a surface relief (13) is heated again above the softening temperature.

Method according to Claim 3 , characterized in that the artificial stone slab (01) after the removal of the embossing relief (10) and with or after the formation of the surface relief (13) is additionally three-dimensionally deformed by re-heating over the softening temperature.