TWI634976B - Diamond cable saw for cutting stone and preparation method thereof - Google Patents

Abstract

一種用於切割石材的鑽石索鋸，包含一個鋼索、一個隔離套及多個鑽石串珠。該鋼索呈封閉迴環且由多條鋼絲所形成，每條鋼絲具有一個鋼絲本體及一個連接部，該鋼絲本體含有兩個位於相反端的端面，以及該連接部是接合該兩個端面且由一材料所形成，該材料是選自於金屬焊料、金屬接著劑、紫外光固化接著劑或前述的組合，該等連接部彼此相間隔。該等鑽石串珠環繞該鋼索，每個鑽石串珠包括一層基體層及一層工作層。本發明鑽石索鋸中呈封閉迴環的鋼索，其位於鋼索兩個相反端之端面的連接處不易發生鬆脫或斷裂。

Description

用於切割石材的鑽石索鋸及其製備方法

本發明是有關於一種鑽石索鋸及其製備方法，特別是指一種用於切割石材的鑽石索鋸及其製備方法。

鑽石索鋸主要是由鋼索、鑽石串珠及隔離套三個部件所構成，由於鑽石串珠上的鑽石磨粒具有超強的剛性，所以鑽石索鋸能用來磨削或切割堅硬的石材。

TW121108公開一種鑽石索鋸，其是使鋼索端點的外周面形成陽性螺紋，接著利用一內周面形成陰性螺紋的連接套筒接合鋼索的端點。前述鑽石索鋸是利用螺紋連接鋼索，需要較精密且繁雜的製造流程，且陽性螺紋及陰性螺紋的接合也需耗費較多時間。此外，若欲以前述方法連接位於鋼索兩個相反端的端面，以使鋼索呈封閉迴環時，可能因為連接套筒為較鋼硬材質，而不易進行連接，且鋼索兩個端面的連接處也可能因為螺紋長期使用產生損耗而容易發生鬆脫或斷裂。

因此，如何改良現有的鑽石索鋸及其製備方法，使鑽石 索鋸中的鋼索呈封閉迴環時，其位於鋼索兩個相反端之端面的連接處不易發生鬆脫或斷裂，成為目前致力研究的目標。

因此，本發明的第一目的，即在提供一種用於切割石材的鑽石索鋸。

於是，本發明用於切割石材的鑽石索鋸，包含一個鋼索、一個隔離套及多個鑽石串珠。

該鋼索呈封閉迴環，且由多條鋼絲所形成，其中，每條鋼絲具有一個鋼絲本體及一個連接部，該鋼絲本體含有兩個位於相反端的端面，以及該連接部是接合該兩個端面並位於該兩個端面間且由一材料所形成，該材料是選自於金屬焊料、金屬接著劑、紫外光固化接著劑或前述的組合，該等連接部彼此相間隔。

該隔離套包覆該鋼索。

該等鑽石串珠環繞該鋼索且彼此相間隔地設置在該隔離套中，每個鑽石串珠包括一層位於該隔離套內的基體層，及一層位於該基體層遠離該鋼索的一側上且部分露出於該隔離套外的工作層。

因此，本發明的第二目的，即在提供一種用於切割石材的鑽石索鋸的製備方法。

於是，本發明用於切割石材的鑽石索鋸的製備方法，包 含下列步驟：(1)提供一條由多條鋼絲本體所形成的鋼索；(2)使多個經浸置過非金屬接著劑的鑽石串珠彼此相間隔地環繞該鋼索，每個鑽石串珠包括一個環繞該鋼索的基體層，及一個位於該基體層遠離該鋼索的一側上的工作層；(3)先剪裁每條鋼絲本體的兩端，再利用一材料使每條經過剪裁的鋼絲本體兩端的端面接合在一起而形成一個位於該兩端的端面間的連接部後，使該鋼索形成一個封閉迴環，其中，該等連接部彼此相間隔，該材料是選自於金屬焊料、金屬接著劑、紫外光固化接著劑或前述的組合；(4)於該呈封閉迴環的鋼索表面刷塗非金屬接著劑；及(5)以熱塑性聚氨酯利用射出成型方法形成一個包覆該鋼索的隔離套，該等鑽石串珠的基體層位於該隔離套內，該等鑽石串珠的工作層部分露出於該隔離套外。

本發明的功效在於：由於本發明用於接合位於鋼絲本體兩個相反端之端面的連接部是由一選自於金屬焊料、金屬接著劑、紫外光固化接著劑或其組合的材料所形成，使該等連接部不易因長期使用產生損耗。加上該等連接部是彼此相間隔而非位在同一平面，故也能避免該等連接部會持續且同時受到相同應力而損耗，因而本發明鑽石索鋸中呈封閉迴環的鋼索，其位於鋼索兩 個相反端之端面的連接處不易發生鬆脫或斷裂。

以下將就本發明內容進行詳細說明：

[用於切割石材的鑽石索鋸]

較佳地，該等鋼絲分為一條中心鋼絲，及多條圍繞在該中心鋼絲外的外圍鋼絲，該中心鋼絲的連接部與該其中一條外圍鋼絲的連接部之距離不小於10cm。

較佳地，該等外圍鋼絲的連接部彼此的距離不小於20cm。

較佳地，該隔離套包括一個與該等鑽石串珠的基體層位在同一平面上的第一套部，及多個位在該第一套部與該基體層上且鄰近該等鑽石串珠的工作層的第二套部，每個第二套部遠離該工作層的一側面與該基體層間的最短距離大於2mm。

較佳地，該鋼索與該等鑽石串珠分別透過非金屬接著劑與該隔離套黏接在一起。

[用於切割石材的鑽石索鋸的製備方法]

較佳地，在該步驟(2)中，當該等鑽石串珠環繞該鋼索後，需先使該鋼索進行逆時針扭轉的步驟後，才進行步驟(3)。

較佳地，在該步驟(4)中，是先以有機溶劑清潔該呈封閉迴環的鋼索表面後，才於其表面刷塗非金屬接著劑。

1‧‧‧鑽石索鋸

2‧‧‧鋼索

21‧‧‧鋼絲

211‧‧‧第一外圍鋼絲

212‧‧‧第二外圍鋼絲

213‧‧‧第三外圍鋼絲

214‧‧‧第四外圍鋼絲

215‧‧‧第五外圍鋼絲

216‧‧‧第六外圍鋼絲

217‧‧‧中心鋼絲

218‧‧‧鋼絲本體

219‧‧‧連接部

3‧‧‧隔離套

31‧‧‧第一套部

32‧‧‧第二套部

321‧‧‧側面

4‧‧‧鑽石串珠

41‧‧‧基體層

42‧‧‧工作層

421‧‧‧鑽石磨粒

220‧‧‧端面

d‧‧‧內徑

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一俯視示意圖，說明本發明用於切割石材的鑽石索鋸的一實施例；圖2是一沿著圖1的線II-II方向進行剖面的剖面示意圖，說明本發明用於切割石材的鑽石索鋸的該實施例；圖3是一沿著圖2的線III-III方向對鋼索進行剖面的剖面示意圖，說明本發明用於切割石材的鑽石索鋸之該實施例的鋼索；圖4是一示意圖，說明說明本發明用於切割石材的鑽石索鋸之該實施例的其中一條鋼絲；及圖5是一俯視示意圖，說明本發明用於切割石材的鑽石索鋸之該實施例在將所有的鋼絲拆解，使該等鋼絲彼此分離並依序排列後，每條鋼絲之連接部的排列狀況。

本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。

在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容 中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1與圖2，本發明用於切割石材的鑽石索鋸1的實施例，包含一個呈封閉迴環的鋼索2、一個隔離套3及多個鑽石串珠4。

參閱圖3與圖4，該鋼索2是由七條鋼絲21所形成。該七條鋼絲21分為一條中心鋼絲217，及六條以逆時針螺旋環繞方式依序圍繞在該中心鋼絲217外的第一至第六外圍鋼絲211,212,213,214,215,216。每條鋼絲21具有一個鋼絲本體218及一個連接部219，且該鋼絲本體218含有兩個位於其相反端的端面220，以及該連接部219是接合該兩個端面220並位於該兩個端面220間且由一材料所形成。該材料是選自於金屬焊料、金屬接著劑、紫外光固化接著劑或前述的組合。該金屬接著劑為現有能用於接著金屬與金屬的接著劑；該紫外光固化接著劑為於照射紫外光後會發生固化的接著劑。較佳地，該金屬接著劑與該紫外光固化接著劑的固化時間需小於5分鐘。該金屬焊料例如但不限於是焊錫；該金屬接著劑例如但不限於是三秒膠(舉例為日本關西黏劑研究所生產的QC-10gS金屬用瞬間接著劑)；該紫外光固化接著劑例如但不限於是由丙烯酸異冰片酯(isobornyo acrylate)、丙烯酸(acrylic acid)及光引發矽烷偶聯劑(photoinitiator silane coupling agent)所組成的接著劑或德國BLUFIXX藍光固化膠 (硬質透明色)。

需說明的是，該鋼索2的纜徑與每條鋼絲21的鋼絲本體218之長度並無特別限制，在本發明實施例中，該鋼索2的纜徑為3.5mm，每條鋼絲21的鋼絲本體218之長度約24.5m，且該六條外圍鋼絲211,212,213,214,215,216逆時針螺旋環繞該中心鋼絲217的環繞圈數為1~1.5m/圈。再補充說明的是，由於本實施例的該六條外圍鋼絲211,212,213,214,215,216是以逆時針螺旋環繞該中心鋼絲217，因而在切鋸石材時，每個鑽石串珠4除了會隨著鋼索做切線運動外，還會自轉，因而能使該等鑽石串珠4的工作層42能均勻磨耗，不會只有單側發生磨耗(即該工作層42不會只有單側進行石材的磨削)。

若拆解圖3的該等鋼絲21，而使該等鋼絲21彼此分離後依序排列，其連接部219的排列狀況會如圖5所示。參閱圖3與圖5，該等連接部219彼此相間隔，該中心鋼絲217的連接部219與該其中一條外圍鋼絲211,212,213,214,215,216的連接部219之距離不小於10cm，且該第一至第六外圍鋼絲211,212,213,214,215,216的連接部219彼此的距離不小於20cm。而在本發明實施例中，該中心鋼絲217的連接部219與該第三及第四外圍鋼絲213,214的連接部219之距離分別為10cm，該中心鋼絲217的連接部219與該第二及第五外圍鋼絲212,215的連接 部219之距離分別為30cm，該中心鋼絲217的連接部219與該第一及第六外圍鋼絲211,216的連接部219之距離分別為50cm，該第二至第五外圍鋼絲212,213,214,215之其中一條外圍鋼絲的連接部219與其相鄰之兩條外圍鋼絲的連接部219之距離分別為20cm，該第一及第六外圍鋼絲211,216的連接部219與其相鄰之其中一條外圍鋼絲的連接部219之距離分別為20cm，且該第一及第六外圍鋼絲211,216的連接部219之距離為100cm。

特別值得一提的是，本發明實施例透過該等連接部219彼此相間隔，而使該等鋼絲21的連接部219不會緊鄰在同一平面的設計，而能避免該等連接部219會持續且同時受到相同應力而損耗，進而能使位於該鋼索2兩個相反端之端面的連接處不易發生鬆脫或斷裂。故本發明實施例能有效解決現有鋼索呈封閉迴環的鑽石索鋸，其位於鋼索兩個相反端之端面的連接處容易發生鬆脫或斷裂的問題。此外，本發明實施例之該等連接部219的材料(金屬焊料、金屬接著劑、紫外光固化接著劑或前述的組合)能增強位於鋼索兩個相反端之端面的接合性，進而也能使位於該鋼索2兩個相反端之端面的連接處不易發生鬆脫或斷裂，故同樣也能有效解決現有鋼索呈封閉迴環的鑽石索鋸所具有的問題。

參閱圖1與圖2，該隔離套3包覆該鋼索2。該隔離套3的材料為熱塑性彈性體(thermoplastic elastomer,TPE)，該熱塑 性彈性體例如但不限於是熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane,TPU)、橡膠(rubber)或前述的組合。在本發明實施例中，該隔離套3的材料為熱塑性聚氨酯。

該等鑽石串珠4環繞該鋼索2且彼此相間隔地設置在該隔離套3中。每個鑽石串珠4包括一層位於該隔離套3內且鄰近該鋼索2的一側具有螺紋的基體層41，及一層位於該基體層41遠離該鋼索2的一側上且部分露出於該隔離套3外的工作層42。每個鑽石串珠4的工作層42具有多個分散且能用於切割石材的鑽石磨粒421。在本發明實施例中，共有907個鑽石串珠，且該鋼索平均每公尺會環繞37個鑽石串珠，而該等鑽石串珠4皆為燒結式鑽石串珠，且每個鑽石串珠4環繞該鋼索2時的內徑d約為3.8±0.5mm。

該隔離套3包括一個與該等鑽石串珠4的基體層41位在同一平面上的第一套部31，及多個位在該第一套部31與該基體層41上且鄰近該等鑽石串珠4的工作層42的第二套部32，且每個第二套部32遠離該工作層42的一側面321與該基體層41間的最短距離大於2mm。在本發明實施例中，每個鑽石串珠4的工作層42會鄰近兩個分別位於其兩相反側的第二套部32。該等第二套部32能加強該隔離套3包覆該鋼索2及該鑽石串珠4的能力，且能增強該隔離套3的支撐力道。此外，該鑽石串珠4之基體層41上的螺紋能增加該基體層41與該隔離套3接觸的表面積。

該鋼索2與該等鑽石串珠4分別透過非金屬接著劑與該隔離套3黏接在一起。該非金屬接著劑為現有能用於黏接金屬與非金屬(例如熱塑性聚氨酯)的接著劑。較佳地，該非金屬接著劑的固化時間需大於30分鐘。該非金屬接著劑例如但不限於是由丁酮(methyl ethyl ketone)、丙二醇甲醚(propylene glycol monomethylether)、環氧樹脂(epoxy resin)及矽烷單體(silane monomer)所組成的接著劑。

特別值得一提的是，該非金屬接著劑能加強該隔離套3與該鋼索2及該等鑽石串珠4的接著性，因而能避免該隔離套3與該鋼索2及該等鑽石串珠4間會產生縫隙，所以於切割石材的過程中，冷卻水便不會從該鑽石索鋸1的外部進入其內部，進而位於該鑽石索鋸1內部的鋼索2不易發生鏽蝕現象。

本發明實施例之用於切割石材的鑽石索鋸是依據下列步驟(1)至(5)的製備方法所製得。

步驟(1)：提供一條由多條鋼絲本體所形成的鋼索。該等鋼絲本體分為一條中心鋼絲本體，及多條圍繞在該中心鋼絲本體外的外圍鋼絲本體。

步驟(2)：使多個經浸置過非金屬接著劑的鑽石串珠彼此相間隔地環繞該鋼索後，對該鋼索進行逆時針旋轉25~35圈，每個鑽石串珠包括一個環繞該鋼索且與該鋼索相間隔的基體層， 及一個位於該基體層遠離該鋼索的一側上的工作層。

步驟(3)：先剪裁每條鋼絲本體的兩端，再利用一材料使每條經過剪裁的鋼絲本體兩端的端面接合在一起而形成一個位於該兩端的端面間的連接部後，使該鋼索形成一個封閉迴環，其中，該等連接部彼此相間隔，該材料是選自於金屬焊料、金屬接著劑、紫外光固化接著劑或前述的組合。需說明的是，當該連接部的材料為金屬焊料時，是利用焊接方法(助焊劑為錫膏)使兩端的端面接合在一起。

步驟(4)：先以有機溶劑清潔該呈封閉迴環的鋼索表面後，再於該呈封閉迴環的鋼索表面刷塗非金屬接著劑。該有機溶劑是選自於酮、烷或前述的組合。該酮例如但不限於是丙酮、丁酮或前述的組合；該烷例如但不限是丙烷、丁烷、戊烷、庚烷或前述的組合。

步驟(5)：當所有非金屬接著劑完全乾燥後，以熱塑性聚氨酯利用射出成型方法形成一個包覆該鋼索的隔離套，該等鑽石串珠的基體層位於該隔離套內，該等鑽石串珠的工作層部分露出於該隔離套外。

綜上所述，本發明由於用於接合位於鋼絲本體兩個相反端之端面的連接部是由一選自於金屬焊料、金屬接著劑、紫外光固化接著劑或其組合的材料所形成，且該等連接部彼此相間隔， 因而本發明鑽石索鋸中呈封閉迴環的鋼索，其位於鋼索兩個相反端之端面的連接處不易發生鬆脫或斷裂，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims (8)

1. 一種用於切割石材的鑽石索鋸，包含：一個呈封閉迴環的鋼索，由多條鋼絲所形成，其中，每條鋼絲具有一個鋼絲本體及一個連接部，該鋼絲本體含有兩個位於相反端的端面，以及該連接部是接合該兩個端面並位於該兩個端面間且由一材料所形成，該材料是選自於金屬焊料、金屬接著劑、紫外光固化接著劑或前述的組合，該等連接部彼此相間隔；一個隔離套，包覆該鋼索；及多個鑽石串珠，環繞該鋼索且彼此相間隔地設置在該隔離套中，每個鑽石串珠包括一層位於該隔離套內的基體層，及一層位於該基體層遠離該鋼索的一側上且部分露出於該隔離套外的工作層。
2. 如請求項1所述的用於切割石材的鑽石索鋸，其中，該等鋼絲分為一條中心鋼絲，及多條圍繞在該中心鋼絲外的外圍鋼絲，該中心鋼絲的連接部與該其中一條外圍鋼絲的連接部之距離不小於10cm。
3. 如請求項1所述的用於切割石材的鑽石索鋸，其中，該等外圍鋼絲的連接部彼此的距離不小於20cm。
4. 如請求項1所述的用於切割石材的鑽石索鋸，其中，該隔離套包括一個與該等鑽石串珠的基體層位在同一平面上的第一套部，及多個位在該第一套部與該基體層上且鄰近該等鑽石串珠的工作層的第二套部，每個第二套部遠離該工作層的一側面與該基體層間的最短距離大於2mm。
5. 如請求項1所述的用於切割石材的鑽石索鋸，其中，該鋼索與該等鑽石串珠分別透過非金屬接著劑與該隔離套黏接在一起。
6. 一種用於切割石材的鑽石索鋸的製備方法，包含下列步驟：(1)提供一條由多條鋼絲本體所形成的鋼索；(2)使多個經浸置過非金屬接著劑的鑽石串珠彼此相間隔地環繞該鋼索，每個鑽石串珠包括一個環繞該鋼索的基體層，及一個位於該基體層遠離該鋼索的一側上的工作層；(3)先剪裁每條鋼絲本體的兩端，再利用一材料使每條經過剪裁的鋼絲本體兩端的端面接合在一起而形成一個位於該兩端的端面間的連接部後，使該鋼索形成一個封閉迴環，其中，該等連接部彼此相間隔，該材料是選自於金屬焊料、金屬接著劑、紫外光固化接著劑或前述的組合；(4)於該呈封閉迴環的鋼索表面刷塗非金屬接著劑；及(5)以熱塑性聚氨酯利用射出成型方法形成一個包覆該鋼索的隔離套，該等鑽石串珠的基體層位於該隔離套內，該等鑽石串珠的工作層部分露出於該隔離套外。
7. 如請求項6所述的用於切割石材的鑽石索鋸的製備方法，其中，在該步驟(2)中，當該等鑽石串珠環繞該鋼索後，需先使該鋼索進行逆時針扭轉的步驟後，才進行步驟(3)。
8. 如請求項6所述的用於切割石材的鑽石索鋸的製備方法， 其中，在該步驟(4)中，是先以有機溶劑清潔該呈封閉迴環的鋼索表面後，才於其表面刷塗非金屬接著劑。