JPS6228116A - 石材のマルチカッティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自然石または人造石を一時に多数枚に切断して
建築用石材等として用いられるファインストーンプレー
トを製造するためのマルチカッティング用ブレードに係
り、特に自然石又は人造石を迅速かつ平滑断面にマルチ
カッティングして建築用石材等に使用する表面平滑性に
優れ、かつ耐久性に優れた極薄石材板を製造するための
マルチカッティング用ブレードに関する。

（従来の技術） 従来上り自然石や人造石をダイアモンドカンクーなどで
カッティングして建築用石材を製造することが広く行な
われているがこのようにして”Ｊｌ　遺した建築用石材
の厚さは通常１７〜２５１０程度であり、装飾用として
用いる暮いものでも５１１１＋１１以上の厚さがある。

従ってこのような石材は重量が火る製品石版の枚数を減
少させるので、一枚当たつの石板の単価が極めて高価な
ものとなる。

（発明が解決しようとする問題点） それ故、従来より原石材からの製品取得枚数を増大させ
るべく、リボン状ブレードのスペーサー間隔を狭めてカ
ッティングすることが椿みられているが、カンティング
中にブレードの湾曲現象が発生したり、力学的な不安定
性が生じて切断能力が低下しせたワ、あるいは切断石材
プレートにクラックが発生したり、更には石材プレート
が割れてしまって不良品を生成したりする結果、その切
断石材プレートの厚さを５１以下にカンティングするこ
とは不可能であった。

また、カンティング速度を早めるとカッティング中の石
材にクラックが入り易いので、カッティングを急速に行
うこともできなかった。

（問題点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、本発明者等は鋭意研究
の結果、「クラックの発生は自然石あるいは人造石を構
成する各種鉱物粒（例えば、花こう岩は長石、雲は、石
英の各鉱物粒から構成されている。）、石材粒等の異な
る熱膨張係数の差に起因し、また切削時に発生する摩擦
熱が石材中に偏在して分布（例えば、中央部は高温とな
り外側部は低温状態となる。）することにより、切削切
断途中の石材中に部分的な膨張差が生ずることとブレー
ドに力学的に不安定な力が加わることに起因するところ
が大である。」との認識に基づき、１１ｑ記力ツテイン
グ作業を砥粒を含む混合液中に浸漬した状態で行い、か
つ、特定な形状のブレードを使用することによって、カ
ッティ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、またブレードによる不安定な力を加えないよう
にしてクランクの発生とその成長を阻止しながら、カッ
ティングを行うこととしたものて゛ある。

即ち、本発明は自然石あるいは人造石を砥粒含有液中に
浸漬した状態で並列に配列した多数のブレードの接触移
動によりマルチカッティングしてファインストーンプレ
ートを製造するためのマルチカッティング用ブレードに
おいて、ブレードの形状を取付部で広幅に、切削部で挟
幅に形成するか、あるいは取付部で挟幅に、切削部で広
幅に形成し、取付部と切削部とのブレードの幅を異なら
せて形成したことを特徴とするマルチカッティング用ブ
レードである。

本発明のブレードでマルチカッティングされる自然石あ
るいは人造石としては、御影石（花こう岩）、大理石、
テラゾータイルなどの石材であるが、特に複数の異なる
鉱物粒あるいは石材粒等で（Ｉが成され、それら描成粒
の熱膨張係数の差が大きいもの及び特に薄板におけるカ
ッティングにおいて本発明のブレードの効果が一層顕著
に発現し得るものである。

本発明のマルチカッティングの際に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、アルギン酸ソーダ水溶液、石
油等の鉱物油や植物油又はアルコール類あるいはこれら
の混合液などがあり、これらの中でも切削粉末との分離
繰作上から水、しい。

前記溶液に含有される砥粒としては炭化硅素、アルミナ
等の素材があり、これら砥粒はその粒径が一般に１０〜
１００μ［ｎ程度のもので、これら砥粒を面記溶液中に
通常５〜３０重量％含有させておく。　また、上記砥粒
含有液には前記砥粒のほかに池の配合物、例えば砥粒分
故削や分散助剤、切削石材などを５〜６重呈％程度混合
することができる。さらに、被切削石材が力学的に安定
になるような化学薬品を添加することもて゛きる。

本発明のブレードでカッティングする際に最も重要な点
は特定な形状のカッティングブレードを使用することと
前記砥粒含有液中にｉ肖記石材を浸漬してカンティング
する点であるが、そのため石材を浸漬するに十分な大き
さの砥粒含有液を入れたカンティング槽が必要である。

力・ンテイング槽としてはステンレススチール、はうろ
う鉄板又はプラスチック製あるいは内面防錆ライニング
鉄製などのものが一般的に使用される。

ドはいかなる素材のものでも良いが、ブレードの形状は
、リボン状でその取付部を広幅にまた切削部を挟幅に形
成するか、あるいは取付部を挟幅にまた切削部を広幅に
形成して、取付部と切削部とのブレードの幅を異ならせ
て形成し、その両端にブレード張架用の係止穴を穿設し
ている。該係止穴はその両端に複数個垂直に設けること
が望ましく、この係止穴を用いてブレードをブレード支
持フレームに係止すると共に、両端に所要張力を与えて
、特に上下の係止穴間に与える張力を調節してブレード
切削部の力学的安定を図る。誼ブレードは切削終了時に
は摩耗して接触部が特に減耗、削減される結果、その形
状は弓状になるので、切削時のブレードに与える張力が
変化する。そのためにブレードに力学的に不安定な力を
与元ないようブレードの形状を萌述のごとき特定な形状
にしてブレード支持フレームに固定してマルチカッティ
ングを行う必要がある。

該ブレードの幅は取付部を広幅で切削部を挟幅に形成す
る場合は取付部の幅を切削部の幅の１゜３〜３．０倍程
度、挟幅の範囲がブレード全長の５／６〜３７４程度の
範囲内であることが望ましい。また、取付部を挟幅に切
削部を広幅に形成する場合のブレードの幅も切削部の幅
を取付部の幅の１゜３〜３．０倍程度、広幅の範囲がブ
レード全長の５／６〜３／４程度の範囲内であることが
望ましい。該ブレードを形成する望ましい素材としては
薄板状の鋼、不銹鋼などがあり、一般にその厚さは０゜
１−１．０＋ｎ＋ｎ、　ｆｊ＜さは２００−６００１ｏ
＋ｎ、取付部を広幅で切削部を挟幅に形成する場合の幅
は取付部が１５−４５＋ａｍ、切削部が８．０−１５丁
ａｍ程度であり、取付部を挟幅で切削部を広幅に形成す
る場合のブレードの幅は取付部が１２〜１６＋ｎ＋ｎ、
切削部が１６〜５０＋０１ｆｌ程度のものである。

このような形状のブレードは特に取イ４部を広幅に形成
する場合は停止穴は少なくとも二つ設けることが望まし
いし、取付部を挟幅に形成する場合は停止穴が一つであ
ることが望ましい。

これらブレードはブレード支持フレームに平）テに多数
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６０〜３００　Ｋｇの張
力で張架されている。

該ブレードは原石材からの製品の同時取得枚数を増すた
め各ブレーｌ！のスペーサー間隔を４ｍｍ以下に、特に
預ましくは０．５〜３１ｆｌＩＩＩに平行に並列して、
通常５０〜１５０枚記列して石材に接触させてマルチカ
ッティングする。

、前記ブレードと原石材との接触部分には、滞留してカ
ッティングを阻害する被切削粉末を除去するため、ブレ
ードの前方に砥粒含有液を噴出するノズルの噴出口を取
り付けることが望ましい。該ノズル噴出口より噴射され
る砥粒含有液は通常０゜１〜２τｆｌ／秒程度の速度で
噴射される。

また、槽中に滞留する被切削粉末の量が多くなるとカッ
ティングを阻害するので、カッティングにより排水され
た泥水の一部を連続的に取り出して分都器に移送し、被
切削粉末を分離除去する。

そして、分離された砥粒含有液は再度直接カンティング
槽にあるいは前記ノズルを経てカッティング槽に循環し
て使用される。砥粒含有液の循環速度はカッティング槽
の大きさとカッティングされる石材の大きさ等によって
異なるが一般に１時間当たりカッティング槽の全循環１
夜がＪ里６命上２〜１０回程度交換流動される程度で循
環する。

なお、カッティング槽の底部に砥粒や被切削粉末が沈降
しないよう適切な撹拌装置３０をｊａ所ｉこ設けである
。面記被切削粉末を除去する分離Ｓ：置としては静置分
離、遠心分離、フィルター分離等各種の分離装置が使用
可能である。

次に本発明をよｌ）具体的に説明するため以下実施例図
面に基づいて説明する。

第１図は本発明実施例におけるファインス）−ンプレー
トをｍ遺するためのカッティング装置の縦断面図、第２
図及び第３図はマルチカッティング用ブレードの側面図
である。

第１図及び第２図において、１は砥粒含有液２を満たし
たカッティング槽３の底辺の束合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、カンティング槽３の底部（こ（土、
カンティング槽内の砥粒含有液を一様に混合するための
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字状のブレード支乃フレ
ーム５の画先端部５ａ、５ｂに設けたポル）６ａ、６ｂ
を、ブレード７の両端付近に各々二個づつ穿設した係止
穴７ｃに嵌入して締着し張架した取付部７ａが広１陽ノ
で切削部７ｂが狭１１Ｑ　ｒａのカッティング用ブレー
ド７を複数個並列に配設されている。

該ブレード７は第２図のごとく取付部７ａよりその上側
を徐々に幅を狭くして切削部７ｂが形成されており、カ
ンティングを行う切削部７ｂ中火付近では石材と接触す
る部分と平行して平らに形成されている。

また、反対に該ブレード７のが取付部７ａが挟幅で切削
部７ｂを広幅に形成する場合には第３図のごとく取付部
の上ｊｌｔ’ｌを徐々に幅を広くして、切削部７ｂを形
成しており、カッティングを好う切削部７　ｂ中央部付
近は石材と接触する部分と平行して平らに形成されてい
る。

前記ブレード支持フレーム５はその上部が滑棒８中央に
吊設されており、該滑棒８は前記カッティング槽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９
ａ、９ｂｌ：緩嵌されｒこ滑動案内管１．Ｏａ、１０ｂ
内を水平に摺動可能に貫設されている。１１１１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１．
６ａが枢着されている。該クランク１Ｇ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１２の出
力軸に軸着するブーツ−１３開に掛は渡されたベルト１
４によってモーター１２の回転力がクランク１Ｇに伝達
される。更１こ、クランク１６の回転運動を連杆１１に
よって水平直線運動に変換して、前記滑棒８をその長さ
方向に前後に往復手ｊノさせる。該滑棒８の往復動によ
って、滑桿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、がな
りの降下重量負荷ががかっているブレード７が石材１に
接触して往復動し、石材１をカンティングする。なお、
ブレード支持フレーム５の損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。。

カッティング中に排出された石材１の被切削粉末は石々
４１とブレード７との間隙に存在してカッティングを阻
害するのて′、これを除去するために被切削粉末を分離
除去しｒこ低位含有ｌ（！２を前記石材］とブレード７
の接触部分にノズル１７より噴出させる。＋ｉｊ記接触
部分より除去された被切削粉末は砥ａ含有液２中に浮遊
してカンティ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、ロート状回転分離器
２０によって」二層液２１と下層液２２とに分別し、前
記」二層！夜２１を更；こ３層セラミックフィルター２
３ａ−ｃを備えた円筒状分離器２４に移送して４段階２
５ａ−ｄに分別する。前記フィルター２３ａ−ｃの中で
最も微細なフィルター２３ｃを通過しｔこ液２５ｄは被
切削粉末を最も多く含む液であるために廃液とするが、
前記ロート状分離器２０によって分離された下層′ｔＬ
２２は調整槽２Ｇ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によって＋ｉｉｊ記噴出ノズル１７にあるい
はカンティング槽３に直接供給して循環させる。なお、
カッティング槽３中に撹拌装置３０を設けないときは排
出口１３の取っ付は位置を該槽の中央部付近又は底部と
すればよい。

（実施例） 実施例−１ 樅５０ｃｍ、　横４０ｃ＋ｎ、　深さ５０ｃ＋ｎの砥粒
含有液が注入されたカンティング槽中に長さ２０ｃ＋ｎ
、幅１３ｃｍ、厚さ２０ｃｍの大理石全体を浸漬させて
架台４上に設置する。そしてその上面に厚さ０．２＋１
１１１１、全１ｔＧＯｃｍ、挟幅部４５　ｃｍ、取付部
幅２　Ｓ　＋ｎ＋。

切削部幅１２ａ＋＋ｎの二つ穴リボン状ブレード１００
枚に１２０Ｋｇの張力を与えてブレード支持７し−ムに
張設し、各ブレードを大理石面に垂下する。

そして、モーターによって回転する回転軸の回転運動を
連杆により直線運動に変換して水平に単振動する各ブレ
ードを大理石に降下接触させてマルチカッティングを行
う。

該カッティングによって被切削粉末が生成するので、こ
れを除去するために砥粒径２５〜７５μ［ｎ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
中のブレードの後方から前方に向けて噴射して供給する
。これにより被切削粉末は石材切断溝から洗い流されて
カッティング面から除去される。

カンティング槽中の泥水（被切削粉末を含む砥粒混合液
）はカッティング槽上方部から液溜めに毎時２５０リン
ドルでオーバー７０−され、更に第１の回転式ロート状
分離器に移送されて遠心分離される。この遠心分離器に
よって分離し下方から流出する砥粒分は全体の６０〜７
０％がここで回収される。また上方から流出する被切削
粉末を多く含む泥水は７０μｍ０．２５μｍ１１０μｍ
の各連続細孔を有するセラミックフィルターを・啼えた
第２の分離器１こで分離が行なわれる。この第２の分離
器における各フィルターの分離比率は７０μｍの砥粒が
３５％、２５〜１０μｍｎの砥粒が１５％で、ここで分
離される砥粒分は全体の１０〜２０％であった。ここで
回収された砥粒分は前記第１の分離器の下方から流出す
る砥粒分と混合されて再度力／ティング槽に循環して使
用される。

また、ｉ２の分離器の全フィルターを通過した液は被切
削粉末を多量に含んでいるので廃液として処分される。

このようにして大理石を厚さ２ｍｍにカッティングした
がクラックは発生せず、しかも切断速度は切断断面積１
０ｃｍ２当たり平均約１分であった。

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％以内であった。次
いで表面を平滑にするためその表面にふっ素糸樹脂とし
てふっ化ビニリデンを薄く塗布して、電気炉内で２７０
　’Ｃの温度に加熱してコーティング層を形成すること
によって表面平滑度を３μＩＩＩに向上させた。更にこ
の極薄片の多数枚を約１ｃ＋ｎ２の網目間隔を有する繊
維高分子マントに貼付して各種形状と広さを有するシー
トを製造した。

７：施例−２ 実施例−１のリボン状ブレードに代えて厚さ０゜２冨０
１１１、全長Ｇ　Ｏｃ＋ｎ、広幅部４５Ｃ［１１１取付
部幅１２１ｏ　ＩＩＩ　、切削部幅２５ｔｎｍのリボン
状ブレードを使用して実施例−１と同様にしてマルチカ
ッティングした結果を以下に示す。

切断速度：＋Ｂ断面断面積１．０Ｃ１１１２当り　平均
約１分 表面平滑度：１０μｍ 寸法精度　：　１％以下 比較例−１ 実施例−１のリボン状ブレードに代えてＦ４さ０゜２１
Ω＋ｎ、全長６０　ｃｍ、全幅が均一に１２ｍｍの二つ
穴リボン状ブレードを使用して実施例−１と同様にマル
チカッティングした結果を以下に示す。

当たり　平均１分 表面平滑度：　１２μＩｆ１ 寸法精度　：　２％ 比較例−２ 実施例−１のリボン状ブレードに代えて厚さ０゜２１ｏ
１全艮６０　ｃ＋ｎ、全幅が均一１こ２５ｔｎ＋ｎの二
つ穴リボン状ブレードを使用して実施例−１と同様にマ
ルチカッティングした結果を以下に示す。

切断速度：切断断面積１０ｃ＋ｎ２ 当たり　平均１．２分 表面平滑度：　１２μ（０ 寸法精度　：　２％ （発明の効果） 以上のような本発明のマルチカッティング用ブレードを
用いてカッティングすれば、従来技術の問題点であった
石材のカッティング中にブレードの振動によってクラッ
クが発生して、石材が割れてしまって不良品となると言
った点が解消され、また、多数ブレードのスペーサー間
隔を４１ａ＋１１以下に狭め、ｍ　％　ｆＩＲ力を高め
てカッティングすることが可能となす、俣様、色彩等の
すばらしい高価な一定量の原石材から多数枚の製品石材
板（ストーンプレート）を容易に取得することができる
。したがって、希少な岩石等から多数の美麗な極薄石版
が失敗なしに素早（製造できる本発明のマルチカッティ
ング用ブレードは、省資源並びに省エネルギーの点から
も極めて有用なものである。

また、８１槽中でカッティングするために石材などを恒
温に保持できるのでカッティング速度を早めても熱膨張
変化１こ起因してクラックが発生することは無い。

更に、カッティングにおいて砥粒含有液の一部を連続的
に抜き出して被切削粉末を分離器によって分離除去して
砥粒分のみを循環使用するため、切削効率が高まってカ
ッティング速度を早めることができる。カッティングさ
れた石材は厚さが薄く軽量であり、かつそのカッティン
グ面も±１０μｍ程度の平滑度を有し、また液槽中で一
定した温度でカッティングされるので寸法精度が極めて
高いものである。したがって、得られる薄肉面板（ファ
インストーンプレート）は更に研摩等による表面仕上げ
をする必要がなく、そのままコンクリート壁面及び木造
壁面、天井などに装飾板として使用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるファインストーンプレートを製
造するためのカッティング装置の縦断面図、ｒ５２図及
Ｖ第３図はマルチカッティング用ブレードの側面図であ
る。 １：石材、　　　　　　　２：砥粒含有液、３：カッテ
ィング槽、 ５ニブレード支持７レーム、 ７：ブレード、　　　　　７ａ：取付部、７ｂ：切削部
、　　　　　７ｃ：係止穴、８：溝棒、　　　　　　　
９ａ、９ｂ：案内棒、１０ａ、１０ｂ：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、　　　　　１つ：ＷＬ
溜め、２０：ロート状回転分離器、 ２３ａ〜Ｃ：セラミックフィルター、 ２４：円筒状分離器、 ２６：調整槽、　　　　　２７：ポンプ、３０：撹拌装
置、　　　　　１：広幅、ｆｆｌ：挟幅

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）自然石あるいは人造石を砥粒含有液中に浸漬した
   状態で並列に配列した多数のブレードの接触移動により
   マルチカッティングしてファインストーンプレートを製
   造するためのマルチカッティング用ブレードにおいて、
   該ブレードの形状を取付部で広幅に、切削部で挟幅に形
   成するか、あるいは取付部で挟幅に、切削部で広幅に形
   成し、取付部と切削部とのブレードの幅を異ならせて形
   成したことを特徴とするマルチカッティング用ブレード
   。
2. （２）ブレードの広幅部が挟幅部の１．３〜３．０倍で
   あり、切削部の広幅部もしくは挟幅部が全長の５／６〜
   ３／４の長さであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のマルチカッティング用ブレード。