JPH0212728B2 - - Google Patents

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アイン
ストーンプレートを製造するためのマルチカツテ
イング用ブレートに係り、特に自然石又は人造石
を迅速かつ極めて平滑な断面にマルチカツテイン
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
めのマルチカツテイング用ブレードに関する。

（従来の技術） 従来より自然石や人造石をダイアモンドカツタ
ーなどでカツテイ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製造
した建築用石材の厚さは通常17〜25mm程度であ
り、装飾用として用いる薄いものでも５mm以上の
厚さがある。従つてこのような石材は重量が大で
あるのみならず、一定量の原石材から取得できる
製品石板の枚数を減少させるので、一枚当たりの
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、従来から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、カツテイング中にブレードの湾曲現象が
発生したり、力学的に不安定状態が生じて切断能
力が低下したり、あるいは切断石材プレートにク
ラツクが発生したり、更には石材プレートが割れ
てしまつ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５mm以下とするカツテイ
ングは不可能であつた。

また、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
ングを急速にすることもできなかつた。

（問題点を解決するための手段とその作用） 本発明者等は鋭意研究の結果、「クラツクの発
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、雲母、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
生ずること並びにブレードに力学的に不安定な力
が加わることとに起因するところが大である。」
との認識を得た。

それ故、本発明では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い、かつ特
定な形状のブレードを使用することによつて、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、またブレードによる不安定な力を
加えないようにしてクラツクの発生とその成長を
阻止しながら、マルチカツテイングを行うもので
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ツテイング
してフアインストーンプレートを製造するための
マルチカツテイング用ブレードにおいて、各ブレ
ードの形状は１枚の支持ブレードを２枚のリボン
状カツテイングブレードでサンドウイツチ状に挟
持固定した２枚刃状ブレードであつて、該１枚の
支持ブレードは該２枚のブレードから上方へ一定
距離ずれて突出している構造であることを特徴と
するマルチカツテイング用ブレードである。

本発明のブレードでマルチカツテイングされる
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
構成され、それら構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ツテイングにおい
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。

本発明のマルチカツテイングの際に使用する砥
粒含有液としては水、CMC水溶液、ポリビニー
ルアルコール、アラビヤゴム水溶液、アルギン酸
ソーダ水溶液、石油、鉱物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操作上から水、油やこ
れらの溶液にゲルを加えた混合溶液が望ましい。

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10〜100μm程度のもので、これら砥粒
は前記溶液中に通常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
他の配合物、例えば砥粒分散剤や分散助剤、切削
石材などを５〜６重量％程度混合することができ
る。更に被切削石材が力学的に安定されるような
化学薬品を添加することもできる。

本発明のブレードでカツテイングする際に重要
な点は前記砥粒含有液中に前記石材を浸漬してカ
ツテイ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ツテ
イング槽が必要である。カツテイング槽としては
ステンレススチール、ほうろう鉄板又はプラスチ
ツ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。

カツテイングに際して使用される多数のブレー
ドはいかなる素材のものでも良いが、多数のカツ
テイングブレードを平行して同じ高さで石材上に
配設して両カツテイングブレード間を一定間隔に
保ちマルチカツテイングされる。これら各カツテ
イングブレードは１枚の支持ブレードを２枚のリ
ボン状カツテイングブレードでサンドウイツチ状
に挟持固定した２枚刃状ブレードであつて、該１
枚の支持ブレードは該２枚のブレードから上方へ
一定距離ずれて突出した構造と成つており、両カ
ツテイングブレードの内側上端部と、両カツテイ
ングブレードの内側に挟まれた支持ブレードの外
側下端部とを点溶接等によつて固着し、略逆Ｖ字
型ブレードと成つている。該支持部の両端にはブ
レード支持フレームに張架させるための係止穴等
が穿設されており、該係止穴はその両端に垂直に
複数個設けることが望ましい。この係止穴を用い
てブレードを係止すると共に両端に所要張力を与
えて、特に上下の係止穴に与える張力を調節して
ブレードの切削部の力学的安定性を図つている。

前記平行して配設したブレードの刃の部分であ
るカツテイングブレードは石材に接触して砥粒を
供給しながら切削するため、耐摩耗性の金属、特
に薄板状の鋼、不銹鋼などやサーメツトなどの材
質のものが望ましく、その厚さは各々0.1〜1.0
mm、長さ200〜600mm、幅10〜30mm程度のものであ
り、またこのカツテイングブレードを支持する支
持ブレードは薄板状の鋼、不銹鋼製で、その厚さ
が0.1〜2.0mm、長さが300〜700mm、幅が10〜40mm
程度のものであり、該支持ブレードの下側両端部
に点熔接あるいは通常の溶接によつて固定して、
前記カツテイングブレードの両最外端部より狭く
形成されている。

このように形成された本発明のブレード間には
間隙部が形成されているため、切削された粉末が
間隙部を通じて排出され易く切削効率を著しく向
上させることができる。また、両カツテイングブ
レードを支持する支持ブレードの位置では両カツ
テイングブレードの厚さだけ狭く形成されている
ために切削時に砥粒の循環が極めて良くなり、切
削時の振動は単一リボンによるブレードの場合よ
り力学的に安定しているので極めて少なく、安定
した切削ができるのでクラツクやプレートを割る
ことが無く、また切削面が著しく平滑なフアイン
ストーンプレートに切削できるものである。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60〜300Kg²
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
を増すためブレード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個配列して石材に接触させてマルチ
カツテイングする。

前記ブレードと原石材との接触部分には、滞留
してカツテイングを阻害する被切削粉末を除去す
るため、ブレードの前方にノズルの噴出口が取り
付けられていることが望ましい。該ノズルより噴
射される砥粒含有液は通常0.1〜２ｍ／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
るとカツテイングを阻害するので、カツテイング
により排水された泥水の一部を連続的に取り出し
て分離器に移送し、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される。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被切削
粉末が沈降しないよう適切な撹拌装置３０が適所
に設けてある。前記被切削粉末を除去する分離装
置としては静置分離、遠心分離、フイルター分離
等各種の分離装置が使用可能である。

次に本発明をより具体的に説明するため以下図
面に基づいて説明する。

第１図は本発明におけるフアインストーンプレ
ートを製造するためのカツテイング装置の縦断面
図、第２図は本発明のマルチカツテイング用ブレ
ードの側面図、第３図はそのＡ−A′線断面図、
第４図はカツテイング中の部分断面図である。

第１〜３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、カツテイン槽内を一様に
するための撹拌装置３０が配設してある。

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に設けたボ
ルト６ａ，６ｂを、支持ブレード７ａの両端付近
に穿設された係止穴６ｃ，６ｄに嵌入して締着
し、張架したマルチカツテイング用のブレード７
が複数個並列に配設されている。該マルチカツテ
イング用のブレード７は第２図及び第３図に示す
ごとく、支持ブレード７ａの下側両側端を挟んで
カツテイングブレード７ｂ，７ｃの内側上端部７
ｅ，７ｆが点熔接部７ｄによつて固着して保持さ
れている。

前記ブレード支持フレーム５はその中央上部が
滑棒８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に緩嵌された
滑動案内管１０ａ，１０ｂ内を水平に摺動可能に
貫設されている。前記滑棒８の一端の摺動軸端８
ａ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１２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、前記滑棒８をその長さ方向に前後に往復動さ
せる。該滑棒８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の被切削粉
末は石材１とブレード７との間隙に存在してカツ
テイングを阻害するので、これを早く除去するた
めに被切削粉末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
りブレードの動きと同一方向に又は反対方向より
噴出させる。前記接触部分より除去された被切削
粉末は砥粒含有液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、ロート状回転分離器２０に
よつて上層液２１と下層液２２とに分別し、前記
上層液２１を更に３層セラミツクフイルター２３
ａ〜ｃを備えた円筒状分離器２４に移送して４段
階２５ａ〜ｄに分別する。前記フイルター２３ａ
〜ｃの中で最も微細なフイルター２３ｃを通過し
た液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
テイング槽中に撹拌装置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付近又は
底部とすればよい。

（実施例） 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中に長さ20cm、幅13cm、厚
さ20cmの大理石の全体を浸漬させて架台上に設置
する。そしてその上面に各々厚さ0.4mm、幅８mm、
長さ58cmの切断用ブレード２枚の上方両側端を、
重ね幅３mmの厚さで下方両側端に点熔接して支持
した厚さ0.4mm、幅12mm、長さ60mmの支持ブレー
ドとから形成した逆Ｖ字状のブレードとし、該支
持ブレードの係止穴を支持フレームのボルトに装
着し、逆Ｖ字型ブレード100枚に120Kgの張力を与
えてブレード支持フレームに張設し、各ブレード
を大理石面に垂下する。そして、モーターによつ
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ツテイングを行う。

該カツテイングによつ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25〜75μmμ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
材切断面から洗い流されてカツテイング面から除
去される。

カツテイング槽中の泥水（被切削粉末を含む砥
粒混合液）はカツテイング槽上方部から液溜めに
毎時250リツトルでオーバーフローされ、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つて分離し下方から
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被切削粉末を多く含
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を備えた第２の分離器
にて分離が行なわれる。この第２の分離器におけ
る各フイルターの分離比率は70μmの砥粒が35％、
25〜10μmの砥粒が15％で、ここで分離される砥
粒分は全体の10〜20％であつた。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カツテイング槽に循環し
て使用される。

また、第２の分離器の全フイルターを通過した
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
切断面積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シートを製造した。

（発明の効果） 以上のような本発明のマルチカツテイングブレ
ードを用いてカツテイングをすれば、従来技術の
問題点であつた石材のカツテイング中にブレード
の振動等によつて石材にクラツクが発生してそれ
が割れてしまつて不良品になると言つたような点
が解消され、また、多数のブレードのスペーサー
間隔を４mm以下に狭めてカツテイングすることが
可能となり、そのため模様、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。

また、本発明によるブレードの寿命は単一リボ
ンによるブレードの約50〜250％増加している。
したがつて、希少な岩石等から多数の美麗な極薄
石板が失敗なしに製造できる本発明は、省資源の
点からも極めて有用な方法である。また、液槽中
で切削粉末を除去しながらカツテイングするため
にカツテイング速度を早めることができ、しかも
石材などを恒温に保持できるので熱膨張変化に起
因してクラツクが発生することは無い。

更に、カツテイ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つ
て分離除去して砥粒分のみを循環使用するため、
切削効率が高まつてカツテイング速度を早めるこ
とができる。カツテイングされた石材は厚さが薄
く軽量であり、かつ切削時における切削幅が支持
ブレードの幅よりも広くなつておりそのため切削
時に支持ブレードが振動しても当たることがない
のでカツテイング面も±10μm程度の著しい平滑
度を有することができる。しかも液槽中で一定し
た温度でカツテイングされるので寸法精度が極め
て高いものである。したがつて、得られる薄肉石
版（フア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図は本発明実施例におけるフアインストー
ンプレートを製造するためのカツテイング装置の
縦断面図、第２図は本発明実施例のマルチカツテ
イング用ブレードの側面図、第３図はそのＡ−
A′線断面図、第４図はカツテイング中の部分断
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、７ａ……支持ブレード、７ｂ，７ｃ……
カツテイングブレード、７ｄ……点熔接部、７
ｅ，７ｆ……内側上端部、８……滑棒、９ａ，９
ｂ……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、１９……
液溜め、２０……ロート状回転分離器、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。

Claims (1)

【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ツテイングしてフアインスト
   ーンプレートを製造するためのマルチカツテイン
   グ用ブレードにおいて、各ブレードの形状は１枚
   の支持ブレードを２枚のリボン状カツテイングブ
   レードでサンドウイツチ状に挟持固定した２枚刃
   状ブレードであつて、該１枚の支持ブレードは該
   ２枚のブレードから上方へ一定距離ずれて突出し
   ている構造であることを特徴とするマルチカツテ
   イング用ブレード。