JPS6228209A - フアインスト−ンプレ−トの製造法 - 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
トを製造する方法に係り、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
材板を製造するファインストーンプレートの’Ｊ１？ｘ
法に関する。

（従来の技術） 従来上り自然石や人造石をグイアモンドカンターなどで
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５！遺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。従ってこのよ
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
当たりの石版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向上させ
るべく、ブレードのスペーサー間隔を狭めてカッティン
グすることが試みられているが、カッティング中にブレ
ードの湾曲現象が発生したり、力学的な不安定性が生じ
て切断能力を低下させたり、あるいは石材プレートにク
ラックを発生させたり、更には石材プレートが割れてし
まって不良品となるので、その厚さを５ｍｎ以下とする
カッティングは不可能であった。

また、カッ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
する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１ｇ、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
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に
起因するところが大である。」との認識に基づき、前記
カッティング作業を砥粒を含む混合液中に浸漬した状態
で行うことによって、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、また異常な衝撃的力な
加えないようにしてクラックの発生とその成長を阻止し
ながら、それを行うこととしたものである。

即ち、本発明は自然石あるいは人造石を並列に配列した
多数のブレードの接触移動によってマルチカッティング
するファインストーンプレーＦの製造法において、前記
カッティングを砥粒含有液中に浸漬した状態で無端ベル
ト状のブレードを連続的に接触移動させて行うことを循
環使用するファインストーンプレートの製造法である。

本発明において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ッティングに
おいて本発明の効果が−ＮＷＡＨに発現し得るものであ
る。

本発明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、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
らの溶液にデ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％含有されている。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。

本発明において最も重要な点は前記砥粒含有液中に前記
石材を浸漬してカッ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
ッティング槽が必要である。

カッティング槽としてはステンレススチール、琺瑯鉄板
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
どのものが工般的に、使用される。

更に、前記石材に一定方向に接触させてカッティングす
る無端ブレードは一定方向あるいは時々反転させながら
、回転可能に形成されていればいかなる形状に配設して
もよいが、特に該ブレードを底辺が平坦な三角形あるい
は四角形等の多角形状に配設できるように配置したプー
リーに張架し、無端ベルト状ブレードの平坦な底辺部を
自然石あるいは人造石に接触させて、該ブレードを張架
するプーリーをモーター等よって回転させ、石材に一定
方向で接触させてカッティングすることが望ましい。

該無端ベルト状ブレードは回転可能であればいかなる形
状であっても良いが、カッティングの際にブレードに振
動が生じ難いように、また後述するごとき強張力張架す
る必要性から帯状のベースブレードを中心に設け、それ
を挾んで刃先ブレードが直列に配設されていることが望
ましい。

前記帯状のベースブレードは多角形状に配設されたプー
リーの外周に添って回動しなければならなず、そのため
にチェーンのごとく細かく分断された単一ブロックの両
端をビン等によって連結するか、■字型ベルトのごとく
軟質ゴム等によって形成し、それを円形状の無端ベルト
状とする。

また、前記刃先ブレードは前記ベースブレードの下端に
点溶着等によって固着され、゛前記ベースブレードの回
転につれて一緒に回転する。前記無端ベルト状のブレー
ドを形成する素材としては刃先ブレードに薄板状の硬鋼
、不銹鋼などのものを使用することが望ましく、また、
ベースブレードには軟鋼などが使用される。

このような無端ベルト状のブレードを形成する素材とし
ては一般にその厚さは０．１〜１．０ｍ＋ｏ、長さ６０
０−１８００ｕｕａ、幅１０−３０＋ｎｍ程度のもので
あり、これらを構成する単一プロツクのベースブレード
はその厚さが０．１〜１．Ｏ１ω、長さが１５−３０ａ
＋ｍ、幅が１０−３０１．であり、刃先ブレードはその
厚さが０．１〜１．Ｏ＋ｏ＋ａ、長さは１５−３０＋＋
＋ａ＋、幅が１０−３０ｍｍで、これら刃先ブレード２
枚をベースブレードに固着して使用する。

これら無端ベルト状ブレードはブレード支持７レームに
平行に多数個束ねられて配設されており、該ブレードが
無端に円形状のブレードであることから、この円形ブレ
ードを前記多角形状に配設したプーリーに架は渡すこと
により、その中の一つのプーリーを外方に向けて引っ張
り、通常６０〜３００　Ｋ　ｇ／　ｃｏ２の張力で張架
され自然石あるいは人造石と接触している。

該無端ベルト状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４１以下に
、特に望ましくは０．５〜３ａ＋ｍに平行に並列して通
常２００〜６００個配列して石材に接触していることが
望ましい。

前記無端ベルト状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
ために砥粒含有液を噴射できるようブレードの回転方向
と同じ方向にノズルの噴出口が取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
．１〜２＋ｏ／秒程度の速度で噴射される。また、時に
は状況により砥粒含有液の噴出方向をブレードの回転方
向と逆方向とすることもある。

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ッティング
層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−るが一般に１時間当たり力・／ティング槽の全循環
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、カッティ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が適所に設けである。

前記被切削粉末を除去する分離装置としては装置分離、
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図は本発明笑施例におけるファインス）−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であり
、第２図は第１図装置ないの無端ベルト状のプレー−の
拡大部分断面図、ｆＩＳ３図はその上面かＣ）の平面図
、第４図はそのＡ　−Ａ　’！断面図、第５図は前記ブ
レードを構成する単一ブレードの斜視図、第６図は回動
装置と無端ベルト状ブレードとの係合状態説明図である
。

第１図において、１は砥粒含有液２を満たしたカッティ
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、カッティング槽３の底部には、カッティング槽
内の砥粒の分布を一様にするための撹拌装置３０が設け
ら、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の画先端部５　ａ、　５　ｂに回転可能に軸着さ
れる二つのプーリー６ａ、６ｂと、Ｃ字状のブレード支
持フレーム５の中央部よりボルト７によって水平に懸架
されるモーター８の出力軸８ａに軸着するプーリー６ｃ
との三つのプーリーに掛は渡され、無端ベルト状のブレ
ード９が正三角形状に多数個並列に配設されている。

前記ブレード支持７レーム５はその上部を横ロッド１０
に固着して下方に懸吊されており、該横ロッド１０の両
端には前記カッティング槽３の左右の側壁３ｂ、３ｃに
垂直に平行して立設゛した複数の案内ｎ１ｌａ、ｌｌｂ
に貫装した案内ｇ１２ａ、１２ｂを装着しており、その
自重によって垂直に摺動降下可能に構成されている。

前記三角形状に配設されたブレード９は第２図〜第５図
に示すごとく、ベースブレード１６を２枚の刃先ブレー
ド１５ａ、１５ｂの上方部分で挟着し、点溶接により固
着したブレード単一ブロック９ａの両端をビン１７等に
よって連結して無端ベルト状となし、Ｃ字状ブレード支
持フレーム５の中央部を貫通するボルト７に螺合する蝶
ナツト７ａを締め付けることによってブレード９を強張
力に張架されている。なお、ボルト７にはその中央部に
スプリング等の弾性体を介在させて設けることにより、
モータ８、プーリー６Ｃ等の自由な上下振動を許容する
こともできる。

該無端ベルト状のブレード９を回転させるには第６図の
ごと（ボルト７によって懸架されるモーター８を回転さ
せることによってモーターの呂力軸８ａに軸着するプー
リー６Ｃを回転させ、無端ベルト状のブレード９に伝達
させ、該ブレード９はプーリー６ａ及び６ｂに伝え、三
つのプーリー６ａ。

６ｂ、６Ｃ間で正三角形状を保持したまま回転する。

各プーリー間は強張力でひっばられているためブレード
９は直線状となり、特にＣ字状ブレード支持フレーム５
の先端部に軸着されるプーリー６ａ。

６ｂ間で水平状となっており、この間に切断しようとす
る石材１を接触させ石材１をカッティングする。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１１
ａ、ｌｌｂの下方に両端を固着したブレード支持フレー
ム横振れ防止枠１３を設けることが好ましい。該ブレー
ド支持フレーム横振れ防止枠１３には長溝１３ａが穿設
されていてブレード支持フレーム５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の被切削粉末は石材
１とブレード７との間隙に存在してカッティングを阻害
することが無いよう、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／グル１４よりブレードの動きと同一
方向にまた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
ッ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
よって上層液２１と下層液２２とに分別し、前記上層′
Ｏ，２１を更に３層セラミックフィルター２３ａ−ｃｆ
！：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。前記フィルター２３ａ−ｃの中で最も微
細なフィルター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によって分離された下層障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
によって前記噴出ノズル１７にあるいはカッティングＷ
Ｉ３に直接供給して循環させる。なお、カッティング槽
中にの撹拌装置３０を設けないときは排出口１８の取り
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） Ｉ［ｊ５０ｃｍ、横４０ｃｔｏ、ｆｉさ５０ｃｍの砥粒
含有液が注入されたカッティング槽中に長さ２０ｃｍ、
Ｉｔ！１３ｃ＋ｎ、厚さ２０ｃ＋ｎの大理石全体を浸漬
させて架台上に設置する。そしてその上面に厚さ０．２
１ｆｉ［６、幅１５ｍ＋ｎ、良さ３０ＩｏＩＱの２枚の
刃先ブレードを厚さ０．２ｍｍ、幅２０１１長さ３０１
１１１１１のベースブレードに点溶接して固着した単一
ブロックのブレードをビンによって３０個連結してチェ
ーン状とした。そしてこの無端ベルト状のブレードを一
辺を３０ｃｍとした正三角形状に配設し、このこのブレ
ード１０枚をブレード間隔２．４■として張力１５０Ｋ
ｇの張設し、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させる各ブレード９を大理石に
降下接触させてマルチカンティングを行なった。

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２弓〜７５μωが全体の約８
０％を占めるカーボランダム砥粒の水混合液を切断面中
のブレードの動きと同一方向の前方から後方にに向けて
ノズル゛１４より噴射して供給する。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。

カッ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ｎ溜めに毎時２５０リツ
トルでオーバー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。この遠心分難器に
よって分離し下方から流出する砥粒弁は全体の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７０μｍ、２５μｍ、１０μ鵠の
各連続細孔を有するセラミックフィルターを備えた第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
ける各フィルターの分離比率は７０μｍの砥粒が３５％
、２５〜１０μｌの砥粒が１５％で、ここで分ａされる
砥粒弁は全体の１０〜２０％であった。ここで回収され
た砥粒弁は前記Ｐｔ５１の分離器の下方から流出する砥
粒弁と混合されて再度カッティング槽に循環して使用さ
れる。

また、第２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
０ｃＬ０２当たり平均的０．４分前後であり、ブレード
の水平単振動によりマルチカッティングする方法に比べ
て切断時間は１／２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
１０μＬＯ″ｌｌ′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
樹脂としてふり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３μＩｆｌに向上させた
。更にこの極薄片の多数枚を約１　ａｍ２の網目間隔を
有するｔ＆碓嵩高分子マット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ファインストーンプレートのツｊ
告辻（こ上れぼ症来テ井で牛ヒ・でいｒこカッティング
中にブレードの振動等によって石材にクラ・ツクが発生
し、それが割れてしまって不良品となると言ったことが
なく、また、ブレードのスペーサー間隔を４ｍｍ以下に
狭めてカッティングすることができ、模様、色彩等のす
ばらしい高価な一定量の原石材から取得できる製品石材
板（ストーンプレート）の取得枚数を増加させることが
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
化に起因してクラックが発生することは無く、よって石
材等の脆性材料の切断時におけるクラックの成長は、液
中カンティングにより停止させることができるのである
。

そして、ブレードを水平単振動してマルチカンティング
する方法に比べて切断時間は１／２であり、高能率でマ
ルチカッティングすることができる。

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。

しかも、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、
更に研摩等による表面仕上げをする必要はなく、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。

このように本発明は、新規で優れた作用効果を有し、従
来に類例の無いものであって斯界に貢献するところが非
常に大である。

【図面の簡単な説明】

第１図１土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であり、第
２図はｔｊ＆１図装置自装置内ベルト状のブレードの拡
大部分側面図、第３図はその平面図、第４図は第２図に
おけるＡ−Ａ’線断面図、第５図は前記ブレードを構成
する単一ブレードの斜視図、第６図は回動装置と無端ベ
ルト状ブレードとの係合状態説明図である。 １：石材　　　　　　２：砥粒含有液 ３：カッティング槽　５ニブレード支持フレーム６ａ＝
６ｂ＊６ｅニア”−リー フ：ポルト　　　　　　８；モーター ９：無端ベルト状ブレード ９ａ：プレ、−ド単一ブロック １０：横ロッド　　　１１：連杆 １１ａ、ｌｌｂ：案内棒 １２ａ、１２ｂ：案内管　１４：ノズル１８：排出口　
　　　１つ：液溜め ２０：ロート状回転分離器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）自然石あるいは人造石を並列に配列した多数のブ
   レードの接触移動によってマルチカッティングするファ
   インストーンプレートの製造法において、前記マルチカ
   ッティングを砥粒含有液中に浸漬した状態で無端ベルト
   状のブレードを連続的に接触移動させて行うことを特徴
   とするファインストーンプレートの製造法。
2. （２）マルチカッティングにより排出される泥水の一部
   を連続的に抜き出し、分離器によって被切削粉末を除去
   した後、回収された砥粒含有液を循環使用する特許請求
   の範囲第１項記載のファインストーンプレートの製造法
   。
3. （３）砥粒含有液を石材とブレードとの接触部分にブレ
   ードの動きと同一方向又は反対方向に噴射供給する特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載のファインストーンプ
   レートの製造法。
4. （４）並列に配列したブレード同士の間隔を４ｍｍ以下
   としてマルチカッティングする特許請求の範囲第１項な
   いし第３項のいずれかに記載のファインストーンプレー
   トの製造法。