JPH034342B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は砥粒含有液中において自然石、人造石
等の石材を一時に多数枚に切断して薄板建築用石
材等を製造する際に生成される被切削粉末を連続
的に分離除去するための装置に関するものであ
る。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 従来より自然石や人造石等の石材をダイアモン
ドカツターなどでカツテイングしてて薄板建築用
石材を製造することが広く行なわれている。

そこで原石材からの製品取得枚数を増大させる
べく、多数枚のブレードを並設してカツテイング
することが試みられているが、カツテイング中に
被切削粉末（すなわち、石粉）が切削部に推積し
て、切削効果を極端に低下させている。

また推積物とブレードとの接触摩擦による発熱
で製品薄板石材にクラツクが発生したり、更には
同薄板石材が割れてしまつて不良品の発生を招来
する結果、その厚さを５mm以下にカツテイングす
ることは不可能であつた。

そして、カツテイング速度を早めるとカツテイ
ング中の石材にクラツクが入り易いので、カツテ
イングを急速に行うこともできなかつた。

（課題を解決するための手段とその作用） 本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、前
記カツテイング作業を砥粒を含む混合液中に浸漬
した状態で行う際に生成する被切削粉末（以下、
石粉という）及び砥粒粉末を含む混合液から連続
的に石粉を分離除去するための装置を提供するも
のである。

本装置を用いることによつて、常時、石粉が分
離除去された砥粒含有液をカツテイング槽に循環
供給することができるため、カツテイングにより
発生する切削摩擦熱を常時十分に除去しつつ、ま
た衝撃的な力を加えないようにして薄板石材にク
ラツクの発生とその成長が起きないようになすこ
とができる。

すなわち本発明は、自然石、人造石等の石材を
砥粒含有液中に浸漬した状態でブレードの接触移
動によつてカツテイングする際に生成された石粉
を、石粉を含む砥粒含有液中より連続分離除去す
る被切削粉末分離除去装置であつて、該分離除去
装置は石粉と砥粒を含む混合液が連続的に供給さ
れるロート形状の回転分離器と、その駆動装置
と、ロート形状の回転体の上端縁から溢流する石
粉含有液取出装置と、該ロート形状の回転体の下
方に配置された砥粒含有液導出装置とを備えてな
ることを特徴とする被切削粉末分離除去装置であ
る。

上記本願発明において、ロート形状の回転分離
器の形状は、上方に行くに従つて多段階にもしく
は曲線的に拡張されていることが好ましく、また
その上端周縁部に外側に膨出した水切り縁部を形
成しておくことも好ましい。

本願発明装置において、ロート形状の回転分離
器の上部に砥粒と石粉の混合液が供給されると、
回転分離器の上層部の周速度が大きく、下層部の
周速度が小さいので、砥粒分は下層に沈降する。

この理由は、砥粒の比重は石粉の約２〜３倍と
重いために砥粒は下層へ沈降する一方、石粉は上
方へ移動してロート形状の回転分離器の上端縁部
から外側へ流出すること、また水との親和力は石
粉の方が砥粒よりも大きいので、水に誘導されや
すく、そのため、溢流により石粉はロート形状の
回転分離器上端縁部から外側へ流出するためであ
ると推測される。

（本発明装置が好適に使用される石材のカツテイ
ング技術） ここで、本発明の被切削粉末分離除去装置が好
適に採用される石材のカツテイング技術について
説明する。

カツテイングされる石材としては、御影石（花
こう岩）、大理石、テラゾータイルなどが挙げら
れる。

本技術において使用する砥粒含有液としては
水、CMC水溶液、ポリビニルアルコール水溶液、
アラビヤゴム水溶液等がある。

前記溶液に含有される砥粒としては炭化硅素、
アルミナ等の硬質材料があり、これら砥粒はその
粒径が一般に10〜100μｍ程度のもので、そして
これら砥粒は前記溶液中に通常５〜30重量％含有
される。

本発明において重要な点は前記砥粒含有液中に
前記石材を浸漬して多数枚のブレードで摺動切断
する際に、使用済液（砥粒のほかに多量の石粉が
含有されている）から石粉を分離除去し、分離再
生された砥粒含有液を連続的に供給しながらカツ
テイングすることである。

なお、前記カツテイングに際して使用される多
数枚のブレードはいかなる素材のものでも良い
が、特にブレードの形状が梯形状で、その両端に
ブレード張架用の嵌合穴が穿設されたものが望ま
しい。

また、該ブレードを形成する素材としては薄板
状の鋼、不銹鋼などのものが望ましく、その厚さ
は0.1〜1.0mm、長さ200〜600mm、幅10〜30mm程度
のものである。

これらブレードはブレード支持フレームに平行
して多数個配列されておりその両端部をブレード
支持フレームの両端部に、その両側から通常60〜
300Kgの張力で張架される。

該ブレードは原石材から多数枚の製品を同時取
得するため、ブレード間のスペーサー間隔を４mm
以下に、特に望ましくは0.5〜３mmに平行に並列
して通常50〜150個配列して原石材に接触させる
ことが望ましい。

前記ブレードと原石材との接触部分には、滞留
してカツテイングを阻害する石粉を除去するた
め、ブレードの前方に砥粒含有液噴出ノズルの噴
出口を取り付けられていることが望ましい。

特に重要なことは、カツテイング槽中に滞留す
る石粉の量が多くなるとカツテイングを阻害する
し、堆積すると堆積物とブレードとの接触による
摩擦熱でクラツクが発生するので、カツテイング
により排水された使用済液の一部を連続的に取り
出して分離器に移送し、石粉を連続分離除去する
ことが必要である。そして、分離された砥粒含有
液は再度直接カツテイング槽にあるいは前記ノズ
ルを経てカツテイング槽に循環して使用する。

砥粒含有液の循環速度はカツテイング槽の大き
さとカツテイングされる石材の大きさ等によつて
異なるが一般に１時間当たりカツテイング槽の全
循環液が理論上２〜10回程度交換流動される程度
で循環する。

なお、カツテイング槽の底部には砥粒や石粉が
沈降しないよう適切な撹拌装置を適所に設けてお
く。

上記カツテイングを良好に実施するため、第２
図図示のごとき本発明装置が提供される。

本発明において、ロート形状の回転分離器は上
方部分が開口した逆円錐筒状体でその底の円錐頂
部には導通孔部が穿設されており、下方部分には
前記導通孔部端部に接続して管体が延長して垂下
し、全体として略ロートの形状となつている。

該ロート形状の回転分離器の底部には流量調節
用の弁が配設されると共に回転分離器外周辺には
ロート状回転分離器を回転させるための歯車及び
ホールベアリング等の回転機構が装着されてい
る。

該回転分離器にはその上方より回転中心部に石
粉を含む砥粒含有液を供給するための供給口が配
設されており、該液を供給しながら回転させ、下
方より砥粒を多量に含有する液を沈降させると共
にバルブを所定の開度にして一定速度で排出させ
る。また、ロート形状の回転分離器の上端部外周
縁からは石粉を多量に含む液を溢流させて、上端
部外周縁付近に配設されたリング状受皿によつて
その液を回収し、砥粒含有液中より石粉を大部分
除去させることができる。

前記回転分離器の上方部分の逆円錐形部分は上
方に行くに従つて多段階にもしくは曲線的に拡張
されてラツパ状になつていることが望ましい。

（実施例） 次に本発明をより具体的に説明するため、以下
図面に基づいて実施例を説明する。

第１図は本発明実施例の被切削粉末分離除去装
置を用いて薄板石材を製造する装置全体の縦断面
図、第２図はその被切削粉末分離除去装置の拡大
縦断面図である。

第１図において、１は砥粒含有液２を満たした
カツテイング槽３の底辺の架台４上に設置した自
然あるいは人造石材であり、該石材１は砥粒含有
液２に浸漬され、切断された石材上辺部１ａも砥
粒含有液２中に潜入している。なお、カツテイン
グ槽３の底部には、カツテイング槽内の砥粒の分
布を一様にするための撹拌装置３０が配設されて
いる。

前記石材１の上辺部１ａにはＣ字状のブレード
支持フレーム５の両先端部５ａ，５ｂに張架され
ボルト６ａ，６ｂによつて締着されたカツテイン
グ用ブレード７が複数個並列に配設されている。

前記ブレード支持フレーム５はその上部が滑棒
８の中央に吊設されており、該滑棒８は、前記カ
ツテイング槽３の左右の側壁３ｂに垂直に平行し
て立設した複数の案内棒９ａ，９ｂに嵌装されて
いる滑動案内管１０ａ，１０ｂ内に水平に摺動可
能に遊挿されている。前記滑棒８の一端の摺動軸
端８ａには連杆１１の一端が枢着されており、該
連杆１１の他端にはクランク１６の端部１６ａが
枢着されている。該クランク１６はプーリー１５
と同軸に軸着され、該プーリー１５とモーター１
２の出力軸に軸着するプーリー１３間に掛け渡さ
れたベルト１４によつてモーター１２の回転力が
クランク１６に伝達される。更に、クランク１６
の回転運動を連杆１１によつて水平直線運動に変
換して、前期滑棒８をその長さ方向に前後に往復
動させる。

該滑棒の往復動によつて、滑棒８に固着したブ
レード支持フレーム５及びブレード支持フレーム
先端部６ａ，６ｂに張架され、かなりの降下重量
負荷がかかつているブレード７が石材１に接触し
て往復動し、石材１をカツテイングする。なお、
ブレード支持フレーム５の横振れ防止のため案内
棒９ａ，９ｂの下方に両端を固着したブレード支
持フレーム摺動枠２８を設けることが好ましい。
該ブレード支持フレーム摺動枠２８には長溝２９
が穿設されていてブレード支持フレームが横振れ
するのを防止している。

カツテイング中に排出された石材１の石粉は石
材１とブレード７との間隙に存在してカツテイン
グを阻害したり、クラツクを発生させる原因とな
るのでこれを早く除去するために石粉を分離除去
した砥粒含有液２を前記石材１とブレード７の接
触部分にノズル１７より噴出させる。前記接触部
分より除去された石粉は砥粒含有液２中に浮遊し
てカツテイングを阻害するので排出口１８より排
出して液溜め１９に一時的に溜めた後、第２図に
示すごときロート状回転分離器２０の回転中心部
に供給される。

該ロート状回転分離器２０は円錐部分２０ａが
多段階拡張型の広巾のロート形状をしている。該
ロート状回転分離器２０の円筒部分２０ｂの外周
縁には歯車３１及びボールベアリング３２が装着
されており、モーター３３の回転軸に軸着された
歯車３４によつて歯車３１が回転し、該歯車３１
が軸着するロート状回転分離器２０を毎分１〜30
回、好ましくは３〜10回程度で回転させる。

回転中心部に供給された液は円筒部分２０ｂの
下端に配設された弁３５を開度を調節して砥粒を
多量に含有する下層液２２を回収する。また、石
粉を多量に含む上層液２１は逆円錐状上端部２０
ｃ外周縁より外側へ溢流させて、該逆円錐状上端
部２０ｃ外周縁の周縁に設けられたリング状受皿
３６によつて回収する。該リング状受皿３６は前
記ロート状回転分離器が比較的高速で回転する場
合は溢流する上層液２１は水平方向に飛び散るた
め円形状受皿３６の側壁３６ａは前記円錐状上端
部２０ｃより上方に設ける必要がある。また、前
記ロート状回転分離器２０が低速で回転する場合
は溢流する上層液２１が円錐状壁の外縁２０ｄを
伝わつて前記受皿３６に回収され難いためロート
状回転分離器２０の逆円錐状上端部２０ｃ外周縁
には水切り用の膨出部３７が一部又は全周に形成
されている。

このようにして分離された下層液２２はそのま
ま再循環させることもできる。

上層液２１は、異なる程度のフイルター２３ａ
〜ｃを備えた円筒状分離器２４に移送して４段階
２５ａ〜ｄに分別した液と混合して粒度調節した
後再循環させる。すなわち、前記フイルター２３
ａ〜ｃの中で最も微細なフイルター２３ｃを通過
した液２５ｄは石粉を最も多く含む液であるため
に廃液とするが、前記ロート状回転分離器２０に
よつて分離された下層液２２は調整槽２６にて混
合され、砥粒粒子の大きさ、分布状態に応じてそ
の混合比率が調整される。該混合液はポンプ２７
によつて前記噴出ノズル１７にあるいはカツテイ
ング槽３に直接供給して循環させる。なお、カツ
テイング槽の撹拌装置３０を設けないときは排出
口１８の取り付け位置を該槽の中央部又は底部と
すればよい。

次に、試験規模のカツテイング装置と本発明実
施例の被切削粉末分離除去装置を用いて薄板石材
を製作した実例について説明する。

まず、縦50cm、横40cm、深さ50cmの砥粒含有液
が注入されたカツテイング槽３中に長さ20cm、幅
13cm、厚さ20cmの大理石１の全体を浸漬させて架
台４上に設置する。そしてその上面に厚さ0.2mm、
幅15mm、長さ40cmの梯形ブレード７…100枚に120
Kgの張力を与えてブレード支持フレーム５に張設
し、各ブレード７…を大理石１面に垂下する。そ
して、モーター１２によつて回転する回転軸の回
転運動を連杆１１により直線運動に変換して水平
に単振動する各ブレード７…を大理石１に降下接
触させてマルチカツテイングを行う。

該カツテイングによつて石粉が生成するので、
これを除去するために砥粒径25〜75μｍが全体の
約80％を占めるカーボランダム砥粒の水混合液を
切断面中のブレード７…の後方から前方に向けて
噴射して供給する。これにより石粉は石材切断溝
から洗い流されてカツテイング面から除去され
る。

カツテイング槽３中の泥水（石粉を含む砥粒混
合液）はカツテイング槽上方部から液溜め１９に
毎時250リツトルでオーバーフローされる。

更に左径3.5cm、長さ20cmの円筒部分２０ｂと、
その上部に垂直線に対して18度の角度で拡大され
る高さ11cmの上端内径10cmの円錐台と、それに接
続して垂直線に対し、60度の角度で更に拡大され
る高さ11.5cmの上端内径30cmの円錐台とから形成
される二段階拡張型のロート状回転分離器２０に
移送されて毎分３〜７回の回転速度で回転分離さ
れる。このロート状回転分離器２０によつて分離
され下方から流出する砥粒分は全体の60〜70％が
ここで回収される。また上方から流出する石粉を
多く含む泥水は70μｍ、25μｍ、10μｍの各連続細
孔を有するセラミツクフイルター２３ａ〜ｃを備
えた円筒状分離器２４にて分離が行なわれる。

ここで回収された砥粒分は前記ロート状回転分
離器２０の下方から流出する砥粒分と混合されて
再度カツテイング槽３に循環して使用される。

このようにして大理石を厚さ２mmにカツテイン
グしたがクラツクは発生せず、しかも切断速度は
切断断面積が10cm²当たり平均約１分前後であつ
た。

このようにして製造した大理石の極薄片は表面
平滑度が10μｍであり、その寸法精度も１％以内
であつた。次いで表面を平滑にするためその表面
にふつ素系樹脂としてふつ化ビニリデンを薄く塗
布して、電気炉内で270℃の温度に加熱してコー
テイング層を形成することによつて表面平滑度を
3μｍに向上させた。更にこの極薄片の多数枚を
約１cm²の網目間隔を有する繊維高分子マツトに貼
付して各種形状と広さを有する装飾壁製造用シー
トを製造した。

（発明の効果） 上記のとおり、本発明の被切削粉末分離除去装
置によれば、石材の砥粒含有液中に浸漬してブレ
ードの接触移動によりカツテイングする際に、カ
ツテイング中に石粉が堆積することがなく、ブレ
ードの切れ味が悪化しない。また、ブレード石材
との間に堆積物が溜まらないため摩擦熱が生じる
こともなく、よつて得られる薄板石材にクラツク
が発生して亀裂や割れが生じることもない。

その結果、多数枚のブレードを４mm以下の間隔
に並設して模様、色彩等の優美な高価な薄板石材
を同時に多数枚取得することが容易にできる。

さらに、カツテイング中において砥粒含有液の
一部を連続的に抜き出して石粉を分離器によつて
分離除去して砥粒分のみを循環使用することがで
きるため、常時新鮮な砥粒供給ができ、切削効率
が高まつて、カツテイング速度を早めることがで
きる。

また、ロート形状の回転分離器の上端部に、膨
出した水切り縁部分を形成しておけば、回転分離
器を低速で回転させても液が円錐状外壁を伝わつ
て垂下することがなく、その結果砥粒の損失、装
置の汚染を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の被切削粉末分離装置を
用いて薄板石材を製造する装置全体の縦断面図、
第２図はその被切削粉末分離除去装置の拡大縦断
面図である。 １：石材、２：砥粒含有液、３：カツテイング
槽、５：ブレード支持フレーム、７：ブレード、
８：滑棒、９ａ，９ｂ：案内棒、１０ａ，１０
ｂ：滑動案内管、１１：連杆、１２：モーター、
１３，１５：プーリー、１４：ベルト、１６：ク
ランク、１７：ノズル、１８：排出口、１９：液
溜め、２０：ロート状回転分離器、２０ａ：円錐
部分、２０ｂ：円筒部分、２０ｃ：逆円錐状上端
部、２０ｄ：円錐状壁の外縁、２１：上層液、２
２：下層液、２３ａ〜ｃ：セラミツクフイルタ
ー、２４：円筒状分離器、２６：調整槽、２７：
ポンプ、３０：撹拌装置、３１：歯車、３２：ボ
ールベアリング、３３：モーター、３４：歯車、
３５：弁、３６：リング状受皿、３６ａ：側壁、
３７：膨出部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自然石、人造石等の石材を砥粒含有液中に浸
   漬した状態でブレードの接触移動によつてカツテ
   イングする際に生成された被切削粉末を、被切削
   粉末を含む砥粒含有液中より連続分離除去する被
   切削粉末分離除去装置であつて、該分離除去装置
   は被切削粉末と砥粒を含む混合液が連続的に供給
   されるロート形状の回転分離器と、その駆動装置
   と、ロート形状の回転体の上端縁から溢流する被
   切削粉末含有液取出装置と、該ロート形状の回転
   体の下方に配置された砥粒含有液導出装置とを備
   えてなることを特徴とする被切削粉末分離除去装
   置。 ２ ロート形状の回転分離器の逆円錐形部分が上
   方に行くに従つて多段階にもしくは曲線的に拡張
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の被切削粉末分離除去装置。 ３ ロート形状の回転分離器の逆円錐形部分の上
   端周縁部に外側に膨出した水切り縁部が形成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の被切削粉末分離除去装置。