JPH0418523B2 - - 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等の石材を一時に
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石材
のマルチカツテイング装置に係り、特に自然石又
は人造石等の石材を迅速かつ平滑断面にマルチカ
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装置に関する。

［従来の技術］ 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課題］ 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、力学的な不安定性が生じて切断能力
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以下にカツテイングす
ることは不可能であつた。

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
ングを急速に行うこともできなかつた。

［課題を解決するための手段及び作用］ 本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、本
発明者は鋭意研究の結果、以下の知見、すなわち
「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。」との認識を得たことに基づき、本発明
を完成するに至つた。

本発明の特長は、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が石
材に加わらないようにし、クラツクの発生とその
成長を阻止しながら、石材を多数枚にカツテイン
グするものである。

すなわち本発明は、自然石あるいは人造石等の
石材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圧接前後移動によりマルチ
カツテイングする装置であつて、該装置はカツテ
イング槽と同槽内に設置された石材に対して圧接
前後移動して多数枚の肉薄石材板を切断製作する
ための並列に配列した多数のマルチカツテイング
用ブレードと同ブレードを両端部で支持するブレ
ード支持装置とブレードの圧接前後移動装置とか
らなり、そして並列に配列されたマルチカツテイ
ング用ブレード同士の配列間隔は４mm以下とし、
かつ各ブレードの構成は、両端部を広幅の取付部
とし、それらの間を狭幅の切削部として形成し、
さらに各取付部には少なくとも２つの係止孔を設
けて構成したことを特徴とする石材のマルチカツ
テイング装置である。

本発明に係るカツテイングブレードは両端部を
広幅の取付部とし、それらの間を狭幅の切削部と
構成し、さらに各取付部には少なくとも２つの係
止孔を設けて構成したものであるため、ブレード
の安定確実に張架でき、切削途中における石材中
の不安定な力学的応力に対応でき、またブレード
に湾曲が生じなく、そしてまた各取付部の複数の
係止孔による支持装置への係止によりブレードの
横振れも防止できるものである。よつて石材のカ
ツテイング中にブレードの振動によつてクラツク
が発生して、石材が割れてしまうようなことがな
い。

本発明方法によつてマルチカツテイングされる
自然石あるいは人造石等の石材としては、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
が大きいものに適用される。

本発明装置による実施において使用される砥粒
含有液は、砥粒以外の含有成分が水、CMCの水
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
混合液などであり、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、アルミナ等の砥粒素材があり、これら砥粒は
その粒径が一般に10〜100μｍ程度のもので、こ
れら砥粒を前記溶液中に通常５〜３重量％含有さ
せておく。また、上記砥粒含有液は前記砥粒のほ
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。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できる。

本発明に係るブレードで石材をカツテイングす
る際に重要な点は前記特定形状のカツテイングブ
レードを使用することと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
製、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よいが、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
部を狭幅に形成して、取付部と切削部とのブレー
ドの幅を異ならせ、その両端にブレード張架用の
係止穴を少なくとも２つ以上穿設する。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。

該ブレードの幅は取付部を広幅で切削部を狭幅
に形成するが、取付部の幅は切削部の幅の1.3〜
3.0倍程度、狭幅の切削部範囲はブレード全長の
５／６〜3/4程度の範囲内であることが望ましい。

該ブレードを構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0.1〜1.0mm、長さは200〜600mm、取付部を広幅
で切削部を狭幅に形成する場合の幅は取付部が15
〜45mm、切削部が8.0〜15mm程度である。

なお、ブレードの石材との圧接前後移動面はそ
の全長にわたつて直線状とすることが好ましく、
これにより石材との圧接前後移動時にブレードを
全長にわたつて摺接使用でき、かつ石材にかかる
応力にばらつきが生じない。

このような形状のブレードの広幅な各取付部に
は係止孔は少なくとも２つ設けることが望まし
い。

これらブレードはブレード支持装置に並列に多
数個配列され、その両端部はブレード支持装置に
係止され、その両側から通造60〜300Kgの張力で
張架される。

石材からマルチカツテイングされる製品を同時
に多数枚取得するためには、各ブレードのスペー
サー間隔を４mm以下に、特に望ましくは0.5〜３
mmに平行に並列して、通常50〜150枚配列して石
材に接触させてマルチカツテイングする。

また、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、ブレードの前方に砥粒含有液を
噴出するノズルの噴出口の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0.1〜２ｍ／秒程度の速度で噴射される。

なお、カツテイ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を適所に設け
ることが好ましい。

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。

［実施例］ 次に本発明をより具体的に説明するため以下実
施例装置を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石材のマルチカ
ツテイング装置の縦断面図、第２図はマルチカツ
テイ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、ブレード支持装
置としてのＣ字状のブレード支持フレーム５に締
着、張架されたカツテイング用ブレード７の多数
個が圧接され、前後移動される。

また、ブレード７の支持フレーム５への取付
は、その両先端部５ａ，５ｂに設けたボルト６
ａ，６ｂを、ブレード７の両端付近に各々２個づ
つ穿設した係止穴７ｃに嵌入してブレード７…を
締着し張架することによつて行われる。

該ブレード７は第２図図示のごとく、広幅の取
付部７ａから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、カツテイングを行う下
底面は全長にわたり直線状で、切削部７ｂ中央付
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。

そして、ブレードの圧接前後移動装置は、以下
のように滑棒、案内棒、活動案内管、連杆、クラ
ンク、プーリー、モーター等から構成されてい
る。

まず、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
記カツテイング槽３の左右の側壁３ｂに垂直に平
行して立接した複数の案内棒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。

また、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１
４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。さらに、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とブレート７との間〓に存在してカツ
テイングを阻害するので、これを除去するために
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３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 １ 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３に長さ20cm、幅13cm、
厚さ20cmの大理石１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、全長
60cm、狭幅部45cm、取付部幅25mm切削部幅12mmの
２つの係止孔7cを有するリボン状ブレード７の
100枚を圧接させ、かつ120Kg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面に圧接・垂下する。そして、モーター１
２の回転軸の回転運動を連杆１１により直線運動
に変換して、各ブレード７を水平に単振動させて
大理石１に降下接触させ、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25〜75μｍが
全体の約80％を占めるガ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（被切削粉末を含む
砥粒混合液）は同槽３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、さらに第
１の回転式ロート状分離器２０に移送されて遠心
分離される。この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２３ａ〜ｃ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
グして100枚を取得したが、それらにクラツクは
発生しておらず、しかも切断速度は切断断面積10
cm²当たり平均約１分であつた。

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
槽を形成することによつて表面平滑度を3μｍに
向上させた。

さら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。

比較例 １ 実施例１のリボン状ブレードに代えて、厚さ
0.2mm、全長60cm²、全幅が均一に12mmであり各端
部に２つの係止孔を有するリボン状ブレードを使
用して、実施例１と同様にマルチカツテイングし
た結果を以下に示す。

切断速度：切断断面積10cm²当り平均１分 表面平滑度：12μｍ 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0.2
mm、全長60cm²、全幅が均一に25mmの２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
カツテイングした結果を以下に示す。

切断速度：切断断面積10cm²当り平均1.2分 表面平滑度：12μｍ 寸法精度：２％ なお上記本発明実施例においては、砥粒含有液
の温度を調整することによつて石材などを所要温
度の恒温に保持でき、その結果カツテイング速度
を早めても、熱膨張変化に起因するクラツク発生
を防止することができる。

さらに上記実施例では、カツテイング時におい
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。

［発明の効果］ 以上に詳述したごとく、本発明の石材のマルチ
カツテイング装置によれば、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に
よつてクラツクが発生して、石材が割れてしまつ
て不良品となることがない。

また、多数ブレードのスペーサー間隔を狭め、
切断能力を高めて石材をカツテイングすることが
可能となり、模様、色彩等のすばらしい高価な原
石材から多数枚の薄板状石材板を容易に取得する
ことができる。

さらに、液槽中でカツテイングするため、切削
粉が飛散することもなく、かつ切削時に砥粒含有
液が薄板状石材板が折れて割れるのを防止する支
持緩衝剤となつて作用する。

そして、カツテイングされた石材は厚さが薄く
軽量であり、かつそのカツテイング面も±10μｍ
程度の平滑度を有し、寸法精度が極めて高いもの
となる。したがつて、得られる薄肉面板（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、そのままでもコンクリー
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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のマルチカツテイング装
置の縦断面図、第２図はマルチカツテイング用ブ
レードの側面図である。 １：石材、２：砥粒含有液、３：カツテイング
槽、５：ブレード支持フレーム、７：ブレード、
７ａ：取付部、７ｂ：切削部、７ｃ：係止孔、
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、２３ａ〜ｃ：
セラミツクフイルター、２４：円筒状分離器、２
６：調整槽、２７：ポンプ、３０：撹拌装置、
ｌ：広幅、ｍ：狭幅。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 自然石あるいは人造石等の石材を砥粒含有液
   中に浸漬した状態で並列に配列した多数のブレー
   ドの圧接前後移動によりマルチカツテイングする
   装置であつて、該装置はカツテイング槽と同槽内
   に配置された石材に対して圧接前後移動して多数
   枚の肉薄石材板を切断製作するための並列に配列
   した多数のマルチカツテイング用ブレードと同ブ
   レードを両端部で支持するブレード支持装置とブ
   レードの圧接前後移動装置とからなり、そして並
   列に配列されたマルチカツテイング用ブレード同
   士の配列間隔は４mm以下とし、かつ各ブレードの
   構成は、両端部を広幅の取付部とし、それらの間
   を狭幅の切削部として形成し、さらに各取付部に
   は少なくとも２つの係止孔を設けて構成したこと
   を特徴とする石材のマルチカツテイング装置。