(57)【要約】【課題】石膏ボード用原紙上に流出する石膏スラリーの旋回運動を抑制し、石膏ボード用原紙上の石膏スラリーの比重分布に偏倚、偏差又はバラツキが発生するのを防止する。【解決手段】石膏スラリーの混合撹拌機（10）は、混練領域を形成する円形筐体（20)と、筐体内に配置された回転盤(32)とを有する。混合攪拌機は更に、石膏ボード用原紙(1)上にスラリーを供給するための管路 (50,90,95,96,97,97')を有する。シュートは、管路の中心軸線(C,C1)に対して非軸対称形の流路断面を備えた流路部分(60,61,91,92)を有し、或いは、流路断面の変化又は偏倚により管路の中心軸線の位置を変化させる流路部分（98,99）を有する。管路内に管内旋回流(F)として発生した軸対称形渦流は、流路部分において崩壊するので、石膏ボード用原紙上に流出する石膏スラリー(3)には、比重分布の不均一性又は不安定性を生じさせるような旋回運動が実質的に残留しない。【選択図】図８
2014087892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転盤と、前記混練領域の石膏スラリーを石膏ボード用原紙の上に供給するために前記筐体の外側に配設された石膏スラリー供給用の管路とを有する石膏スラリーの混合撹拌機において、
前記管路は、該管路内に管内旋回流として発生した石膏スラリーの軸対称形渦流を崩壊させるように、前記管路の中心軸線に対して非軸対称形の流路断面を備えた流路部分を有し、或いは、前記軸対称形渦流の崩壊を生じさせるように、流路断面の変化又は偏倚により前記管路の中心軸線の位置を変化させる流路部分を有することを特徴とする石膏スラリーの混合攪拌機。
【請求項２】
前記流路部分は、流路断面を局部的に縮小するオリフィス流路からなり、該オリフィス流路の流路断面の図形重心は、前記管路の中心軸線に対して偏心した位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の混合撹拌機。
【請求項３】
前記オリフィス流路の流路断面の輪郭は、複数の図形を部分的に重ね合わせてなる複合図形の輪郭であり、該複合図形の重心は、前記管路の中心軸線に対して偏心していることを特徴とする請求項２に記載の混合撹拌機。
【請求項４】
前記複合図形は、直径及び／又は中心位置が互いに異なる複数の円を部分的にのみ重ね合わせてなる複合図形であることを特徴とする請求項３に記載の混合攪拌機。
【請求項５】
前記管路は、前記筐体に配置されたスラリー排出口から筐体外に流出した石膏スラリーを受入れ且つ該石膏スラリーを重力下に流下させるシュートを含み、該シュート内の管内領域では、前記石膏スラリーは回転流動し、前記原紙の上に石膏スラリーを放出する前記管路の放出管部分が前記シュートの出口部に接続されており、前記オリフィス流路は、上下方向に延びる管路の中心軸線を中心として管内領域に形成され且つ前記シュート内の管内領域を流動する軸対称形渦流を崩壊して前記放出管部分に重力下に導出するように、前記シュートの出口部領域に配置されることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の混合撹拌機。
【請求項６】
前記管路は、前記筐体の円環壁に配置されたスラリー排出口に接続され且つ該円環壁から側方に延びるスラリー輸送管路、或いは、前記筐体の下板に配置されたスラリー排出口に接続され且つ該下板から垂下するスラリー吐出管路と、前記管路の下流側端部に位置し且つ前記原紙の上に石膏スラリーを放出するように構成された放出管部分とを有し、前記オリフィス流路は、前記スラリー輸送管路内又はスラリー吐出管路内に管内旋回流として発生した軸対称形渦流を崩壊させるように、前記管路に配置されることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の混合撹拌機。
【請求項７】
前記オリフィス流路を備えたオリフィス部材が、前記管路内に配置され、該オリフィス部材は、前記オリフィス流路の軸対称形渦流崩壊作用の強弱を制御又は調節すべく前記オリフィス部材を回転又は移動させる流路断面調節手段を有することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の混合撹拌機。
【請求項８】
石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転盤と、前記混練領域の石膏スラリーを石膏ボード用原紙の上に供給するために前記筐体の外側に配設されたスラリー供給用の管路とを有する石膏スラリーの混合撹拌機を用いた石膏スラリーの混合撹拌方法において、
前記管路の中心軸線に対して非軸対称形の流路断面を備えた流路部分を前記管路に形成し、或いは、流路断面の変化又は偏倚により前記管路の中心軸線の位置を変化させる流路部分を前記管路に形成し、前記管路内に管内旋回流として発生した軸対称形渦流の崩壊を流路断面及び／又は流路中心の変化によって生じさせ、前記流路部分の下流側に位置する前記管路の放出管部分の管内領域において管内旋回流が再生又は発生するのを抑制することを特徴とする石膏スラリーの混合撹拌方法。
【請求項９】
流路断面を局部的に縮小するオリフィス流路によって前記流路部分を形成し、前記オリフィス流路の流路断面の図形重心を前記管路の中心軸線に対して偏心した位置に配置することを特徴とする請求項８に記載の混合撹拌方法。
【請求項１０】
前記筐体にスラリー排出口を配置し、シュートによって前記管路を少なくとも部分的に形成し、前記スラリー排出口から流出する混練領域の石膏スラリーを前記シュート内に導入して前記シュートにより重力下に流下せしめ、
前記オリフィス流路を前記シュートの出口側部分に配置し、前記シュート内の管内領域に形成され且つ該管内領域を流動する管内旋回流からなる軸対称形渦流を前記オリフィス流路によって崩壊し、該オリフィス流路の下流側に位置する前記放出管部分において管内旋回流が再生又は発生するのを抑制することを特徴とする請求項９に記載の混合撹拌方法。
【請求項１１】
前記管路は、前記筐体の円環壁に接続され且つ該円環壁から側方に延びるスラリー輸送管路、或いは、前記筐体の下板に接続され且つ該下板から垂下するスラリー吐出管路によって少なくとも部分的に形成され、前記オリフィス流路は、前記スラリー輸送管路内又はスラリー吐出管路内に配置され、該管路内に管内旋回流として発生した軸対称形渦流を崩壊させ、該オリフィス流路の下流側に位置する前記放出管部分において管内旋回流が再生又は発生するのを抑制することを特徴とする請求項９に記載の混合撹拌方法。
【請求項１２】
前記管路内に発生する管内旋回流によって、石膏スラリーと比重調整用の泡又は泡剤とを該管路内で混合するとともに、前記管内領域を流動する軸対称形渦流を前記オリフィス流路によって崩壊して、該オリフィス流路の下流側に位置する前記放出管部分において管内旋回流が再生又は発生するのを抑制し、これにより、前記原紙上に流出する石膏スラリーの比重を均一化することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の混合撹拌方法。
【請求項１３】
０．４〜０．７の範囲内の比重を有する石膏ボードの石膏芯部を形成するように、前記石膏スラリーに対する泡又は泡剤の供給量を設定することを特徴とする請求項１２に記載の混合撹拌方法。
【請求項１４】
前記オリフィス流路の流路断面の位置又は形状を変化又は偏倚させて該オリフィス流路の軸対称形渦流崩壊作用の強弱を制御又は調節することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の混合撹拌方法。
【請求項１５】
石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転盤と、前記混練領域の石膏スラリーを石膏ボード用原紙の上に供給するために前記筐体の外側に配設されたスラリー供給用の管路とを有する石膏スラリーの混合撹拌機を用いて石膏スラリーを生成し、該石膏スラリーを前記原紙上に供給して比重０.８以下の石膏ボードを製造する軽量石膏ボードの製造方法において、
前記筐体にスラリー排出口を配置し、該スラリー排出口から流出する混練領域の石膏スラリーを比重調整用の泡又は泡剤とともに前記管路内に導入し、該石膏スラリーを前記管路の管内領域で回転流動させて該管内領域に管内旋回流を発生させ、前記管路内に発生する管内旋回流によって、前記石膏スラリーと前記泡又は泡剤とを該管路内で混合し、
前記管路の中心軸線に対して非軸対称形の流路断面を備えた流路部分を前記管路に形成し、或いは、流路断面の変化又は偏倚により前記管路の中心軸線の位置を変化させる流路部分を前記管路に形成し、前記管路内に管内旋回流として発生した軸対称形渦流の崩壊を流路断面及び／又は流路中心の変化によって生じさせ、前記流路部分の下流側に位置する前記管路の放出管部分の管内領域において管内旋回流が再生又は発生するのを抑制することを特徴とする軽量石膏ボードの製造方法。
【請求項１６】
前記管内領域の中心軸線に対して非軸対称形の流路断面を備え且つ流路断面を局部的に縮小するオリフィス流路を前記管路に配置し、前記管内領域を流動する軸対称形渦流を前記オリフィス流路によって崩壊し、該オリフィス流路の下流側に位置する前記管路の放出管部分において管内旋回流が再生又は発生するのを抑制することを特徴とする請求項１５に記載の軽量石膏ボードの製造方法。
【請求項１７】
前記石膏スラリーを重力下に流下させるシュートによって前記管路を少なくとも部分的に形成し、前記石膏スラリーを前記泡又は泡剤とともに前記シュート内の管内領域で回転流動させ、
前記オリフィス流路を前記シュートの出口側部分に配置し、前記管内領域を流動する軸対称形渦流を前記オリフィス流路によって崩壊し、該オリフィス流路の下流側に位置する前記放出管部分において管内旋回流が再生又は発生するのを抑制することを特徴とする請求項１６に記載の軽量石膏ボードの製造方法。
【請求項１８】
前記管路は、前記筐体の円環壁に接続され且つ該円環壁から側方に延びるスラリー輸送管路、或いは、前記筐体の下板に接続され且つ該下板から垂下するスラリー吐出管路によって少なくとも部分的に形成され、前記オリフィス流路は、前記スラリー輸送管路内又はスラリー吐出管路内に配置され、該管路内に管内旋回流として発生した軸対称形渦流を前記オリフィス流路によって崩壊させることを特徴とする請求項１６に記載の混合撹拌方法。
【請求項１９】
０．４〜０．７の範囲内の所定の比重を有する石膏ボードの石膏芯部を形成するように、前記石膏スラリーに対する泡又は泡剤の供給量を設定することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記混合攪拌機は、前記オリフィス流路の軸対称形渦流崩壊作用の強弱を制御又は調節すべく、前記管路に対する前記オリフィス流路の相対位置又は形状を変化させる流路断面調節手段を有しており、前記作用の強弱は、前記原紙上に供給される前記石膏スラリーの状態又は物性と関連して、前記流路断面調節手段によって前記混合攪拌機の運転中に制御又は調節されることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記混練領域から前記スラリー排出口に流出する直前のスラリーに前記泡又は泡剤を供給し、或いは、前記混練領域から前記スラリー排出口に流入した直後のスラリーに前記泡又は泡剤を供給することを特徴とする請求項１５乃至２０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２２】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の混合攪拌機を備えた軽量石膏ボード製造装置。
【請求項２３】
請求項８乃至１４のいずれか１項に記載の混合攪拌方法を用いて０．４〜０．７の範囲内の所定の比重を有する石膏ボードを製造する軽量石膏ボードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合撹拌機、混合撹拌方法及び軽量石膏ボード製造方法に関するものであり、より詳細には、石膏ボード用原紙上に流出する石膏スラリーの旋回運動を制御し又は抑制し、石膏ボード用原紙上の石膏スラリーの比重分布を均一化することができる混合撹拌機、混合撹拌方法および軽量石膏ボード製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石膏ボードは、石膏を主体とする芯部（コア）を石膏ボード用原紙で被覆してなる板状体として知られており、防耐火性、遮音性、施工性及び経済性等の優位性より、建築用内装材として多彩な建築物において使用されている。石膏ボードは、一般に、連続流し込み成型法により製造される。この成型法は、焼石膏、接着助剤、硬化促進剤、泡（又は泡剤）等と、混練用の水とを混合撹拌機で混練する混合攪拌工程、混合撹拌機で調整した焼石膏スラリー又は泥漿（以下、単に「スラリー」という）を石膏ボード用原紙の間に流し込み、板状の連続帯に成形する成形工程、そして、硬化後の連続帯状積層体を粗切断し、強制乾燥後に製品寸法に切断する乾燥・切断工程を含む。【０００３】
スラリーを調整するための混合撹拌機として、通常は、薄型且つ円形の遠心ミキサーが使用される。この形式のミキサーは、偏平な円形筺体と、円形筐体内に回転可能に配置された回転盤とを有する。円形筐体の上蓋又は上板の中心領域には、上記原料又は材料をミキサー内に供給するための複数の混練成分供給口が配設され、筐体外周部又は下板（底板）には、混練物（スラリー）を機外に送出するスラリー排出口が配設される。一般に、回転盤には、回転盤を回転させる回転軸が連結され、回転軸は、回転駆動装置に連結される。筺体の上板は、回転盤の近傍まで垂下する複数の上位ピン（静止ピン）を備え、回転盤は、回転盤上に垂直に固定され且つ上板近傍まで延びる下位ピン（移動ピン）を備え、上下のピンは、半径方向に交互に配置される。混練すべき上記複数の成分が各供給口を介して回転盤上に供給され、撹拌混合されつつ、遠心力の作用によって回転盤上を半径方向外方に移動し、外周部又は下板（底板）に配置されたスラリー排出口から機外に送出される。この構造の混合撹拌機は、ピン型混練機（ミキサー）と呼ばれており、例えば、ＰＣＴ国際出願の国際公開公報ＷＯ00/56435号公報（特許文献１）等に開示されている。【０００４】
ミキサー内で混練した石膏スラリーを機外に送出するスラリー送出方法として、主として、以下の３種類の方式のものが知られている。
(1)筐体の円環壁に形成されたスラリー排出口に垂直シュート（「キャニスタ」とも呼ばれる。）を取付け、回転盤の遠心力によって回転盤上のスラリーをシュート内に送出し、シュート内に流入したスラリーを重力下に石膏ボード用原紙の上に流出させる（国際公開公報ＷＯ2004/026550号公報（特許文献２））。
(2)筐体の円環壁に形成されたスラリー排出口に横向きにスラリー輸送管路を連結し、ミキサーの吐出圧を利用してスラリーを石膏ボード用原紙の上に吐出する（米国特許第6,494,609号公報（特許文献３））。
(3)筐体の下板に形成されたスラリー排出口に下向きにスラリー吐出管路を連結し、ミキサー内のスラリーを重力下にスラリー吐出管路から石膏ボード用原紙上に流出させる（特開2001-300933号公報（特許文献４））。【０００５】
一般に、混合撹拌機内のスラリーには、石膏ボードの比重を調整するための泡又は泡剤が供給される。石膏ボードを軽量化する上で泡又は泡剤の配合は、極めて重要であり、近年の石膏ボード製造方法においては、適量の泡又は泡剤を適切にスラリーに混合する技術が、殊に重視されている。スラリーに対する泡又は泡剤の供給方法とスラリー送出方法との関係は、泡又は泡剤の供給量（以下、「泡供給量」という。）の低減や、スラリー及び泡の均一な混合にとって極めて重要であると考えられる（特許文献２、３）。【０００６】
米国特許第6,742,922号公報（特許文献５）、国際公開公報ＷＯ2004/103663号公報（特許文献６）には、垂直シュート内のスラリー旋回流を利用してスラリー中の泡又は泡剤の均一な分散・分布等を図る技術が記載されている。【０００７】
シュート内に発生するスラリー旋回流により泡の均一分散等を図るように構成されたミキサーにおいては、特許文献５に記載されたように、オリフィス又は絞り（以下、「オリフィス」という。）を備えたオリフィス部材がシュート内の円形流路の下部に配設される。オリフィスは、鉛直方向のスラリーの流動に対する流路抵抗として作用するので、シュート内に流入したスラリーは、重力下に直ちにシュートから流出することなく、スラリーの管内旋回流がシュート内の管内領域に確実に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開公報ＷＯ00/56435号公報
【特許文献２】国際公開公報ＷＯ2004/026550号公報
【特許文献３】米国特許第6,494,609号公報
【特許文献４】特開2001-300933号公報
【特許文献５】米国特許第6,742,922号公報
【特許文献６】国際公開公報ＷＯ2004/103663号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記オリフィス部材のオリフィスは、シュートの中心軸線を中心とした水平な真円形開口（軸対称又は回転対称の形状の開口）からなる。特許文献５に記載されたとおり、オリフィスの上方域に形成されたスラリー旋回流は、オリフィスにおいて旋回半径を過渡的に縮小し且つ流速を増大し、オリフィス通過後に旋回半径を増大し且つ流速を低減し、オリフィス流入前の旋回半径及び流速を概ね復元又は再生する。旋回半径及び流速の変化によってオリフィス部分に局部的な乱流が発生し、スラリー及び泡の混合が促進する。【００１０】
しかしながら、シュートから石膏ボード用原紙の上に流出したスラリーの比重を測定すると、比較的大きな比重分布の偏倚、偏差又はバラツキが石膏ボード用原紙の幅方向において発生する現象が本発明者の実験により確認された（図１４〜１７に示す比較例）。しかも、本発明者の実験によれば、このような比重分布の偏倚、偏差又はバラツキは、石膏ボードを軽量化すべく泡供給量を増大すると、顕著に観られる現象であることが判明した。従って、軽比重の石膏ボードを製造する場合、このような比重分布の偏倚、偏差又はバラツキを確実に防止することが殊に重要であると考えられる。【００１１】
また、特許文献５及び６に記載された技術は、中心軸線を上下方向に配向したシュート内の管内領域に旋回流を生起せしめて泡及びスラリーの混合を促進する構成のものであるが、筐体円環壁の排出口に横向きに連結されたスラリー輸送管路（特許文献３）や、筐体下板の排出口に下向きに連結されたスラリー吐出管路（特許文献４）から石膏ボード用原紙上に流出する石膏スラリーにおいても、若干の旋回流が管路の出口部に発生する現象が認められる。これは、ミキサー内の混練領域における石膏スラリーの回転運動や、スラリーの管内旋回流としてスラリー輸送管路又はスラリー吐出管路の管内領域に発生した軸対称形渦流などの影響であると考えられる。【００１２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、石膏ボード用原紙上に流出する石膏スラリーの旋回運動を抑制し、石膏ボード用原紙上の石膏スラリーの比重分布に偏倚、偏差又はバラツキが発生するのを防止することができる混合撹拌機、混合撹拌方法および軽量石膏ボード製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成すべく、石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転盤と、前記混練領域の石膏スラリーを石膏ボード用原紙の上に供給するために前記筐体の外側に配設されたスラリー供給用の管路とを有する石膏スラリーの混合撹拌機において、
前記管路は、該管路内に管内旋回流として発生した石膏スラリーの軸対称形渦流を崩壊させるように、前記管路の中心軸線に対して非軸対称形の流路断面を備えた流路部分を有し、或いは、前記軸対称形渦流の崩壊を生じさせるように、流路断面の変化又は偏倚により前記管路の中心軸線の位置を変化させる流路部分を有することを特徴とする石膏スラリーの混合攪拌機を提供する。【００１４】
本発明は又、石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転盤と、前記混練領域の石膏スラリーを石膏ボード用原紙の上に供給するために前記筐体の外側に配設されたスラリー供給用の管路とを有する石膏スラリーの混合撹拌機を用いた石膏スラリーの混合撹拌方法において、
前記管路の中心軸線に対して非軸対称形の流路断面を備えた流路部分を前記管路に形成し、或いは、流路断面の変化又は偏倚により前記管路の中心軸線の位置を変化させる流路部分を前記管路に形成し、前記管路内に管内旋回流として発生した軸対称形渦流の崩壊を流路断面及び／又は流路中心の変化によって生じさせ、前記流路部分の下流側に位置する前記管路の放出管部分の管内領域において管内旋回流が再生又は発生するのを抑制することを特徴とする石膏スラリーの混合撹拌方法を提供する。【００１５】
本発明者の認識によれば、石膏ボード用原紙上に流出する石膏スラリーの比重分布の不均一性又は不安定性等は、スラリー供給用管路の管内領域に生起した管内旋回流によって、比較的比重が大きい混練成分が旋回流の外側部分に偏倚し、比較的比重が小さい混練成分が旋回流の内側部分に偏倚する現象に起因する。このため、比重が小さい混練成分である泡又は泡剤を多量に含む石膏スラリーにおいては、このような比重分布の不均一性又は不安定性が顕著に認められる。本発明の上記構成によれば、スラリー供給用の管路内に管内旋回流として発生した軸対称形渦流は、非軸対称形の流路断面、或いは、管路の中心軸線の位置を変化させる流路断面の変化又は偏倚により、少なくとも部分的に崩壊し、この結果、このような流路部分においてスラリーの流れが比較的大きく乱れる。このため、上記流路部分を通過した管内旋回流は、流路部分に流入する前の状態に再生せず、或いは、流路部分の下流側において管内旋回流が発生し難い。従って、旋回運動が上記流路部分の下流側において殆ど消失し、比重分布の不均一性又は不安定性を生じさせるような旋回運動は、放出管部分から石膏ボード用原紙上に流出するスラリーに実質的に残留しない。本発明者の実験によれば、このように旋回運動が抑制された石膏スラリーを石膏ボード用原紙上に流出せしめた場合、泡又は泡剤を多量に含む石膏スラリーにおいても、比重分布が均一化し且つ安定し、従って、比重分布の不均一性又は不安定性等の問題は解消する。【００１６】
なお、軸対称形渦流の「崩壊」は、必ずしも完全に軸対称形渦流が崩壊することを意味するものではなく、石膏スラリーを石膏ボード用原紙上に吐出又は流出させる放出管部分に管内旋回流が再生し又は発生するのを防止し得る程度に石膏スラリーの軸対称形渦流が少なくとも部分的に崩壊することを意味する。また、「流路断面」は、石膏スラリーの流れの方向と直交する流路の断面を意味する。【００１７】
他の観点より、本発明は、石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転盤と、前記混練領域の石膏スラリーを石膏ボード用原紙の上に供給するために前記筐体の外側に配設されたスラリー供給用の管路とを有する石膏スラリーの混合撹拌機を用いて石膏スラリーを生成し、該石膏スラリーを前記原紙上に供給して比重０.８以下の石膏ボードを製造する軽量石膏ボードの製造方法において、
前記筐体にスラリー排出口を配置し、該スラリー排出口から流出する混練領域の石膏スラリーを比重調整用の泡又は泡剤とともに前記管路内に導入し、該石膏スラリーを前記管路の管内領域で回転流動させて該管内領域に管内旋回流を発生させ、前記管路内に発生する管内旋回流によって、前記石膏スラリーと前記泡又は泡剤とを該管路内で混合し、
前記管路の中心軸線に対して非軸対称形の流路断面を備えた流路部分を前記管路に形成し、或いは、流路断面の変化又は偏倚により前記管路の中心軸線の位置を変化させる流路部分を前記管路に形成し、前記管路内に管内旋回流として発生した軸対称形渦流の崩壊を流路断面及び／又は流路中心の変化によって生じさせ、前記流路部分の下流側に位置する前記管路の放出管部分の管内領域において管内旋回流が再生又は発生するのを抑制することを特徴とする軽量石膏ボードの製造方法を提供する。
好ましくは、上記管内領域の中心軸線に対して非軸対称形の流路断面を備え且つ流路断面を局部的に縮小するオリフィス流路が、上記管路に配置され、上記管内領域を流動する軸対称形渦流は、上記オリフィス流路によって崩壊し、該オリフィス流路の下流側に位置する前記管路の放出管部分における管内旋回流の再生又は発生が抑制される。【００１８】
本発明の上記構成によれば、石膏スラリー及び泡又は泡剤は、管路内に発生する管内旋回流によって混合し、スラリー中の泡又は泡剤は、旋回流の径方向内方に偏倚する傾向を有するが、上記流路部分又はオリフィス流路内を流動する際に生じる軸対称形渦流の崩壊により、泡又は泡剤の内方偏倚の状態は解消する。上記流路部分又はオリフィス流路は、その下流側の放出管部分における管内旋回流の再生又は発生を抑制するので、スラリーは、泡又は泡剤をスラリー中に均一に分散した状態で放出管部分から石膏ボード用原紙上に放出される。このような石膏ボード製造方法によれば、石膏ボードの石膏芯部の比重を大きく低下させた場合（例えば、比重＝０．４に相当する配合及び混合条件を採用した場合）においても、比重分布の偏倚、偏差又はバラツキが発生するのを防止し得ることが、本発明者の実験により確認された（図１４〜１７に示す実施例）。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の上記構成によれば、石膏ボード用原紙上に流出する石膏スラリーの旋回運動を抑制し、石膏ボード用原紙上の石膏スラリーの比重分布に偏倚、偏差又はバラツキが発生するのを防止することができる混合撹拌機、混合撹拌方法および軽量石膏ボード製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、石膏ボードの成型工程を部分的且つ概略的に示す工程説明図である。
【図２】図２は、石膏ボード製造装置の構成を概略的に示す部分平面図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示すミキサーの全体構成を示す平面図である。
【図４】図４は、ミキサーの全体構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、ミキサーの内部構造を示す横断面図及び部分拡大図である。
【図６】図６は、ミキサーの内部構造を示す縦断面図である。
【図７】図７は、ミキサーの内部構造を示す部分破断斜視図である。
【図８】図８は、垂直シュートの横断面図及び斜視図である。
【図９】図９は、垂直シュートの縦断面図である。
【図１０】図１０は、オリフィス部材の平面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＩ−Ｉ線におけるオリフィス部材の断面図である
【図１２】図１２は、比較例に係るオリフィス部材を備えた垂直シュートの横断面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す垂直シュートの縦断面図である。
【図１４】図１４は、目標比重０．７の石膏芯部における比重分布の測定結果を示す線図である。
【図１５】図１５は、目標比重０．６の石膏芯部における比重分布の測定結果を示す線図である。
【図１６】図１６は、目標比重０．５の石膏芯部における比重分布の測定結果を示す線図である。
【図１７】図１７は、目標比重０．４の石膏芯部における比重分布の測定結果を示す線図である。
【図１８】図１８は、図１０に示す開口部の平面輪郭の変形例を例示する平面図である。
【図１９】図１９は、中心真円領域と開口部との関係を示す平面図である。
【図２０】図２０は、開口部の縁部形態を示すオリフィス部材の部分斜視図である。
【図２１】図２１は、流路断面を変化又は偏倚させ、或いは、流路を偏心させる構成を例示する概略斜視図及び概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の好ましい実施形態において、上記流路部分は、流路断面を局部的に縮小するオリフィス流路からなり、オリフィス流路の流路断面の図形重心は、管路の中心軸線に対して偏心した位置に配置される。更に好ましくは、オリフィス流路の流路断面の輪郭は、単一の図形、或いは、複数の図形を部分的に重ね合わせてなる複合図形の輪郭であり、単一図形又は複合図形の重心は、管路の中心軸線に対して偏心する。例えば、複合図形は、直径及び／又は中心位置が互いに異なる複数の円（真円、楕円、長円等）を部分的にのみ重ね合わせてなる複合図形である（中心位置が一致して完全に重なった複数の真円や、一方の円が他方の円に完全に包含された複数の円等を除く）。
【００２２】
本発明においては、図形重心の偏心率ηを［（管路の中心軸線から図形重心までの距離ΔＥ）／（管路の半径ｒ）］として定義すると、偏心率η＝ΔＥ／ｒは、６％以上の値（０．０６以上の値）に好ましく設定し得る。所望により、偏心率ηを１０％以上の値（０．１０以上の値）に設定することも可能である。また、本発明において図形重心の偏心率η'を［（管路の中心軸線からの図形重心までの距離ΔＥ）／（管路の中心軸線から図形輪郭までの距離の最大値Ｒｍａｘ）］として定義した場合、偏心率η'＝ΔＥ／Ｒｍａｘは、１０％以上の値（０．１以上の値）に好ましく設定し得る。所望により、偏心率η'を１５％以上の値（０．１５以上の値）に設定することも可能である。本発明者の実験によれば、このようなオリフィス流路の偏心によっても、その上流側における旋回流の生成は、妨げられない。
【００２３】
本発明の好適な実施形態によれば、焼石膏と、接着助剤、硬化促進剤等の添加剤及び混和材と、混練用の水とを含む石膏ボード原料が混合撹拌機内に供給される。混練すべき成分は、撹拌混合されながら遠心力の作用により回転盤上を外方に移動し、実質的に混合が完了したスラリーとして混合撹拌機の外周領域（スラリー滞留領域）に至る。混練領域のスラリー排出口は、例えば、混合撹拌機の遠心力を受けるように円形筐体の円環壁に配置される。石膏スラリーの比重は、混水量の要因を除けば、主に泡の混入量によって決定される。好ましくは、石膏コアの比重を調整するための泡又は泡剤を石膏スラリーに供給するための泡供給口は、混練領域からスラリー排出口内に流出する直前のスラリーに泡又は泡剤を導入するように円環壁に配置され、或いは、混練領域からスラリー排出口に流入した直後のスラリーに泡又は泡剤を導入するようにスラリー送出部に配置される。即ち、スラリー中の泡は、混合撹拌機の撹拌衝撃の影響による破泡、脱泡又は消泡に起因して消失し得るが、スラリー調製の最終段階で泡又は泡剤をスラリーに混入することにより、撹拌衝撃の影響を受けず、従って、泡を効率的にスラリーに混合することができるので、必要な泡剤使用量を大きく低減することができる。
【００２４】
好ましくは、上記管路は、筐体に配置されたスラリー排出口から筐体外に流出した石膏スラリーを受入れるシュートを含む。シュートは、上下方向に延びる管路の中心軸線を中心とした軸対称形渦流を管内領域に形成する。シュートの出口部（下部）は、石膏ボード用原紙の上に石膏スラリーを放出する放出管部分に接続される。石膏スラリーは、混練領域からスラリー排出口に流出する際、スラリー排出口からシュートに至る管路の管内領域を流動する際、或いは、この管路からシュート内に流入する際に、流路断面、流動方向、流体圧力、流速等の変化に伴って、その下流側の管路又はシュート内の管内領域に管内旋回流を発生させる。この結果、上下方向に延びる管路の中心軸線を中心とした軸対称形渦流がシュート内の管内領域に形成される。オリフィス流路は、管内領域を重力下に流下する軸対称形渦流を崩壊させるように、シュートの下部領域に配置される。このような構成によれば、シュート内に形成された管内旋回流によって、石膏スラリーと比重調整用の泡又は泡剤とをシュート内で混合することができ、しかも、管内領域を重力下に流下する軸対称形渦流をオリフィス流路によって崩壊して、オリフィス流路の下流側又は下側に位置する放出管部分において管内旋回流が再生又は発生するのを抑制し、これにより、石膏ボード用原紙上に流出する石膏スラリーの比重を均一化することができる。なお、本発明の実施形態において、スラリー排出口は、筐体の円環壁又は外周壁、或いは、筐体の下板又は底蓋に配置され、シュートの上部は、樹脂管等の管体によってスラリー排出口に流体連通する。また、所望により、シュートの中心軸線を垂直方向（鉛直方向）に対して角度をなして配向する（シュートの中心軸線を垂直方向（鉛直方向）に対して傾斜させる）ことも可能である。
【００２５】
本発明の好適な実施形態に係る石膏ボード製造方法によれば、混練領域からスラリー排出口内に流出する直前のスラリーに泡又は泡剤が供給され、或いは、混練領域からスラリー排出口に流入した直後のスラリーに泡又は泡剤が供給されるとともに、石膏スラリーに対する泡又は泡剤の供給量は、０．４〜０．７の範囲内の所定の比重を有する石膏ボードの石膏芯部を形成するように設定される。
【００２６】
好適には、上記オリフィス流路を備えたオリフィス部材が、上記管路内に配置され、オリフィス部材は、オリフィス流路の軸対称形渦流崩壊作用の強弱を制御又は調節すべくオリフィス部材を回転又は移動させる流路断面調節手段を有する。このような流路断面調節手段により、オリフィス流路の流路断面を調節又は設定変更してオリフィス流路の上記作用を加減することができる。このようなオリフィス部材及び流路断面調節手段を有する混合攪拌機によれば、混合攪拌機の運転中に、石膏ボード用原紙の上に供給される石膏スラリーの状態又は物性を観察又は実測しながら、流路断面調節手段によってオリフィス流路の上記作用を微妙に変化させ又は微調節することが可能となるので、実務的に極めて有利である。なお、後述するとおり、本発明者の実験によれば、石膏ボード用原紙の上に供給される石膏スラリーの状態又は物性は、管路の中心軸線廻りにオリフィス部材を少なくとも３°回転させることにより変化した。即ち、オリフィス流路の軸対称形渦流崩壊作用の強弱は、少なくとも３°のオリフィス部材の回転により可変制御し又は調節し得ることが本発明者の実験により判明した。
【００２７】
本発明の他の実施形態において、上記管路は、筐体の円環壁に配置されたスラリー排出口に接続され且つ円環壁から側方に延びるスラリー輸送管路、或いは、筐体の下板に配置されたミキサー排出口に接続され且つ下板から垂下するスラリー吐出管路からなる。これら管路の下流側端部は、石膏ボード用原紙の上に石膏ボード用石膏スラリーを放出する放出管部分を構成する。上記オリフィス流路は、管路内に管内旋回流として発生した軸対称形渦流を崩壊させるように、管路に配置される。
【実施例】
【００２８】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。【００２９】
図１は、石膏ボードの成型工程を部分的且つ概略的に示す工程説明図であり、図２は、石膏ボード製造装置の構成を概略的に示す部分平面図である。【００３０】
石膏ボード用原紙の下紙１が、生産ラインに沿って搬送される。ミキサー１０が、搬送ラインと関連する所定位置、例えば、搬送ラインの上方域に配置される。焼石膏、接着助剤、硬化促進剤、添加剤、混和材等の粉体Ｐ及び液体（水）Ｌがミキサー１０に供給される。ミキサー１０は、これらの原料を混練し、スラリー送出部４及び放出管７と、分取管８（８ａ、８ｂ）とを介してスラリー（焼石膏スラリー）３を下紙１上に供給する。スラリー送出部４は、ミキサー１０の外周部から外方に流出したスラリーを受入れ、放出管７に導出するように配置される。泡生成手段（図示せず）により生成した泡Ｍが、スラリー送出部４に供給される。放出管７は、スラリー送出部４のスラリーをスラリー吐出口７０から下紙１の幅方向中央領域（コア領域）に吐出するように位置決めされる。分取管８ａ、８ｂは、ミキサー１０の外周部から外方に流出したスラリー３を左右のスラリー吐出口８０から下紙１の幅方向両端部分（エッジ領域）に吐出するように配管される。なお、泡Ｍに換えて泡剤をスラリーに直に供給し、スラリー中における泡剤の起泡作用により、泡をスラリー内に生成しても良い。【００３１】
下紙１は、スラリー３とともに移送され、成型ローラ１８（１８ａ、１８ｂ）に達する。上紙２が、上側のローラ１８ａの外周を部分的に周回して、搬送方向に転向する。転向した上紙２は、下紙１上のスラリー３に接し、下紙１と実質的に平行に搬送方向に搬送される。下紙１、スラリー３及び上紙２からなる３層構造の連続的な帯状積層体５が成型ローラ１８の下流側に形成される。帯状積層体５は、スラリー硬化反応の進行を伴いながら搬送速度Ｖで連続走行し、粗切断ローラ１９（１９ａ、１９ｂ）に達する。所望により、成型ローラ１８に換えて、押出成型機（Extruder)や、矩形開口部を有するゲートの通過による成型など、種々の成型手段を用いることができる。【００３２】
粗切断ローラ１９は、連続的な帯状積層体を所定長の板体に切断し、これにより、石膏を主体とする芯部（コア）を石膏ボード用原紙で被覆してなる板状体、即ち、石膏ボードの原板が形成される。石膏ボードの原板は、矢印Ｊ方向（搬送方向下流側）に配置された乾燥機（図示せず）に通され、強制乾燥され、しかる後、所定の製品長に切断され、かくして、石膏ボード製品が製造される。【００３３】
図３及び図４は、ミキサー１０の全体構成を示す平面図及び斜視図であり、図５、図６及び図７は、ミキサー１０の内部構造を示す横断面図、縦断面図及び部分破断斜視図である。【００３４】
図３及び図４に示すように、ミキサー１０は、偏平な円筒状筐体又はハウジング２０（以下、「筐体２０」という。）を有し、筐体２０は、水平な円盤状上板又は上蓋２１（以下、「上板２１」という。）と、水平な円盤状下板又は底蓋２２（以下、「下板２２」という。）と、上板２１及び下板２２の外周部分に配置された円環壁又は外周壁２３（以下、「円環壁２３」という。）とから構成される。上板２１及び下板２２は、上下方向に所定間隔を隔てており、粉体Ｐ及び液体（水）Ｌを混練可能な機内混練領域１０ａをミキサー１０内に形成する。上板２１の中心部には、円形開口部２５が形成され、垂直な回転軸３０の拡大下端部３１が円形開口部２５を貫通する。回転軸３０は、回転駆動装置、例えば、電動モータ（図示せず）に連結され、所定の回転方向（本例では、上方から見て時計廻り方向γ）に回転する。所望により、変速装置、例えば、変速歯車装置又はベルト式変速機等が、回転軸３０と回転駆動装置の出力軸との間に介装される。【００３５】
混練すべき粉体成分Ｐを機内混練領域１０ａに供給する粉体供給管１５が上板２１に接続されるとともに、混練用水Ｌを機内混練領域１０ａに供給する給水管１６が上板２１に接続される。所望により、ミキサー１０の過大な内圧上昇を規制可能な内圧調整装置等（図示せず）が上板２１に接続される。【００３６】
分取口４８（４８ａ、４８ｂ）が、スラリー送出部４の反対側において円環壁２３に配設され、分取管８ａ、８ｂが、分取口４８ａ、４８ｂに夫々連結される。本実施形態では、分取口４８ａ、４８ｂは、所定の角度間隔αを互いに隔てて配置され、粉体供給管１５及び給水管１６の各供給口は、角度間隔αの範囲内において、上板２１の中央領域に開口する。【００３７】
図５に示す如く、スラリー送出部４を構成するスラリー排出口４５が、分取口４８ａから回転方向γ側（下流側）に所定の角度間隔βを隔てて円環壁２３に形成される。スラリー排出口４５は、円環壁２３の内周面に開口する。スラリーの比重を調整するための泡Ｍをスラリーに供給する泡供給管４０が、スラリー送出部４を構成する中空連結部４７に接続される。泡供給管４０の泡供給口４１が、中空連結部４７の内壁面に開口する。泡供給口４１は、スラリー排出口４５に近接してスラリー排出口４５の下流側に配置される。なお、スラリー比重調整用の泡Ｍをスラリーに供給するための泡供給口（図示せず）は、必要に応じて、分取口４８（４８ａ、４８ｂ）に更に配設することも可能である。【００３８】
図５〜図７に示すように、筐体２０内には、回転円盤３２が回転可能に配置される。回転円盤３２の中心部が、回転軸３０の拡大下端部３１の下端面に固定される。回転円盤３２の中心軸線１０ｂは、回転軸３０の回転軸線と一致する。回転円盤３２は、回転軸３０の回転により、矢印γで示す方向（時計廻り方向）に回転する。【００３９】
多数の下位ピン（移動ピン）３８が、概ね半径方向に延びる複数の列をなして、回転円盤３２上に配置される。下位ピン３８は、内方領域に位置する回転円盤３２の上面に垂直に固定される。本実施例では、多数の歯形部３７が回転円盤３２の外周領域に形成される。各歯形部３７は回転方向且つ外方に被混練流体（スラリー）を押圧ないし付勢する。各歯形部３７上には、複数のピン３６が垂直に固定される。【００４０】
図６及び図７に示す如く、多数の上位ピン（静止ピン）２８が、上板２１に固定され、機内混練領域１０ａ内に垂下する。上下のピン２８、３８は、回転円盤３２の半径方向に交互に配置され、円盤の回転時に相対移動し、筐体２０内に導入された石膏ボード原料を混合撹拌する。【００４１】
石膏ボードの製造時には、ミキサー１０の回転駆動装置が作動され、回転円盤３２が矢印γ方向に回転駆動されるとともに、ミキサー１０で混練すべき成分（粉体）Ｐ及び混練用水Ｌが、粉体供給管１５及び給水管１６を介してミキサー１０内に供給される。混練成分及び給水は、ミキサー１０の内方領域に導入され、撹拌混合されつつ、遠心力の作用により、回転円盤３２上を外方に移動し、外周領域において周方向に流動する。【００４２】
機内混練領域１０ａに生成したスラリーの一部は、分取口４８ａ、４８ｂを介して分取管８ａ、８ｂに流入し、分取管８ａ、８ｂを介して下紙１（図１）のエッジ領域に吐出する。本例においては、分取口４８ａ、４８ｂは、泡供給口（図示せず）を備えておらず、従って、分取口４８ａ、４８ｂを介してエッジ領域に給送されるスラリー３ｂ（図２）は、泡を含まないスラリーであり、中空連結部４７を介してコア領域に供給されるスラリー３ａ（図２）に比べて相対的に高比重のスラリーである。なお、分取口４８ａ、４８ｂに泡供給口（図示せず）を配設した場合には、少量の泡が分取口４８ａ、４８ｂにおいてスラリーに供給されるが、この場合においても、分取口４８を介してエッジ領域に給送されるスラリー３ｂは、通常は、中空連結部４７を介してコア領域に供給されるスラリー３ａに比べて相対的に高比重のスラリーである。【００４３】
機内混練領域１０ａに生成したスラリーの多くは、歯形部３７によって外方且つ回転方向前方に押圧され、図５の部分拡大図に矢印で示す如く、概ね接線方向にスラリー送出部４のスラリー排出口４５から機外に流出する。中空連結部４７は、上流側の垂直側壁４７ａ、下流側の垂直側壁４７ｂおよび水平な上下壁４７ｃ、４７ｄにより形成される。垂直側壁４７ａは、円環壁２３の概ね接線方向に延びる。スラリー排出口４５及び中空連結部４７は、ミキサー１０の機内混練領域１０ａに向かって開口し、機内混練領域１０ａのスラリーを概ね接線方向に受入れる。スラリー送出部４は、円筒形垂直シュート５０を更に有する。中空連結部４７の上流側開口端は、スラリー排出口４５の縁部に接続され、中空連結部４７の下流側開口端は、垂直シュート５０の円筒壁上部に形成された上部開口５５に連接する。【００４４】
スラリー排出口４５から中空連結部４７のスラリー流路４６内に流入したスラリーは、上部開口５５から垂直シュート５０内に流入する。泡供給口４１は、回転方向上流側の垂直側壁４７ａに配置され、泡Ｍは、スラリー排出口４５からスラリー流路４６に流入した直後のスラリーに供給される。【００４５】
図５に破線で示す如く、泡供給管４０に換えて泡供給管４０'を円環壁２３に接続し、泡供給管４０'の泡供給口４１'を円環壁２３の内周壁面に開口させても良い。このような泡の供給方法によれば、泡は、スラリー排出口４５から流出する直前のスラリーに対して供給される。泡を混入した外周領域のスラリーは、泡の混入直後に速やかにスラリー排出口４５から概ね接線方向にスラリー流路４６に流入し、スラリー流路４６から垂直シュート５０内に流入する。【００４６】
図５に示す如く、オリフィス部材６０の上流側に位置する垂直シュート５０の管内領域Ｄ（以下、「上流側管内領域Ｄ」という）は、上下方向に延びる垂直（鉛直）な中心軸線Ｃを中心とした半径ｒの真円形横断面を有する。中空連結部４７は、垂直シュート５０に対して片側に偏心した状態（本例では円環壁２３に接近する側に偏心した位置）で接続される。このため、スラリー流路４６は、片側に偏心した位置で上流側管内領域Ｄに開口する。なお、本発明において、垂直（鉛直）方向に対して傾斜した中心軸線Ｃを有するシュートを用いることも可能である。また、図５及び図６に破線で示す如く、円環壁２３又は下板２２に形成したスラリー排出口に樹脂管等の管体４７'、４７"の一端（上流端）を連結し、管体の他端（下流端）をシュート内領域の上部において開放しても良い。【００４７】
上流側管内領域Ｄに流入したスラリー及び泡は、垂直シュート５０の中心軸線Ｃを中心に旋回し、上流側管内領域Ｄの内周壁面に沿って回転流動する。上流側管内領域Ｄにおけるスラリーの旋回運動又は回転運動により、スラリー及び泡は、剪断力を受けて混合し、泡は、スラリー内に均一に分散する。垂直シュート５０内のスラリーは、重力下に上流側管内領域Ｄを流下し、放出管７（図１）を介して、下紙１の幅方向中央領域に吐出する。かくして、中空連結部４７、垂直シュート５０及び放出管７は、石膏スラリーを石膏ボード用原紙の上に供給するスラリー供給用管路を構成する。【００４８】
図８及び図９は、垂直シュート５０の構成を示す横断面図、斜視図及び縦断面図である。図８及び図９において、筐体２０及び中空連結部４７は、仮想線（破線）で示されている。【００４９】
垂直シュート５０は、半径（内径）ｒの金属製円筒体５１と、円筒体５１の頂部円形開口を閉塞する金属製円形頂板５２と、円筒体５１の下端縁外周から外方に一体的に延出する環状フランジ部５３と、上流側管内領域Ｄの下部に配置されたオリフィス部材６０とから構成される。ゴム製又は樹脂製のＬ形管体からなる放出管７（「ブーツ」とも呼ばれる。）が、シュート５０の下流側に直列に連結される。放出管７は、垂直管部分７１と、垂直管部分７１の上端縁外周から外方に一体的に延出する環状フランジ部７２とを有する。環状フランジ部７２は、ボルト・ナット組立体７７の締付け力により、環状フランジ部５３と金属製環状帯板７６との間に挟持され、垂直管部分７１及び円筒体５１は一体的に連結される。放出管７は、垂直管部分７１に連続する曲り管（エルボ管）部分７３と、曲り管部分７３に連続する横引き管部分７４とを有し、横引き管部分７４は、スラリー吐出口７０（図２）において開口する。【００５０】
オリフィス部材６０は、全体的に偏平な円柱形態を有する金属製の一体成形品からなり、垂直シュート５０の上流側管内領域Ｄと、オリフィス部材６０の下流側に位置する放出管７の管内領域Ｋ（以下、「下流側管内領域Ｋ」という）とを相互連通させる開口部６１を有する。図１０は、オリフィス部材６０の平面図であり、図１１は、図１０のＩ−Ｉ線における断面図である。オリフィス部材６０の底面図は、平面図と同一である。【００５１】
オリフィス部材６０は、半径Ｒ（直径２Ｒ）の真円形平面輪郭を有する。半径Ｒは、垂直シュート５０の半径ｒと実質的に同じ寸法、或いは、半径ｒよりも僅かに小さい寸法に設定され、オリフィス部材６０の外周面６２は、円筒体５１の内周面５１ａに隙間なく接触し又は摺接する。【００５２】
図１０に示すように、オリフィス流路を構成するオリフィス部材６０の開口部６１は、半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の円形開口６１ａ、６１ｂ、６１ｃを重ね合せた複合図形の輪郭を有する。図１０に示すＸＹ座標系（中心軸線Ｃを中心とした水平な直交座標系）において、円形開口６１ａ、６１ｂ、６１ｃの中心Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、中心軸線ＣからＸ軸方向及び／又はＹ軸方向にずれた位置に位置する。即ち、円形開口６１ａの中心Ｃ１は、寸法＋Ｅ１だけＸ軸方向に偏倚し、円形開口６１ｂの中心Ｃ２は、寸法−Ｅ２だけＸ軸方向に偏倚し且つ寸法＋Ｅ３だけＹ軸方向に偏倚し、円形開口６１ｃの中心Ｃ３は、寸法−Ｅ２だけＸ軸方向に偏倚し且つ寸法−Ｅ３だけＹ軸方向に偏倚し、円形開口６１ａ、６１ｂ、６１ｃの平面輪郭からなる複合図形の重心Ｇは、Ｘ軸方向に＋ΔＥだけ偏倚している。開口部６１の偏心率ηを［偏心距離ΔＥ／上流側管内領域Ｄの半径ｒ］として定義すると、偏心率ηの値は、η≧０．０６の範囲の値（所望により、η≧０．１０の範囲の値）に好ましく設定し得る。中心軸線Ｃから複合図形の輪郭（開口部６１の開口縁）まで距離の最大値をＲｍａｘとし、開口部６１の偏心率η'を［偏心距離ΔＥ／最大値Ｒｍａｘ］として定義すると、偏心率η'の値は、η'≧０．１の範囲の値（所望により、η'≧０．１５の範囲の値）に好ましく設定し得る。【００５３】
図１１に示すように、開口部６１は、オリフィス部材６０の全高Ｈに対し、Ｈ×１／２の高さにおいて水平に配置される。外周面６２の上下の円形縁部６３、６４と、開口部６１との間には、傾斜面６８、６９がすり鉢状又は円錐面状に延在する。【００５４】
図８及び図９に示すように、オリフィス部材６０は、円筒体５１の最下部に配置される。ボルト５８が円筒体５１のボルト孔５７に螺入し、ボルト５８の先端部がボルト５８の締付け力によって外周面６２に押圧される。ボルト５８は、オリフィス部材６０を円筒体５１の最下部に係止する。【００５５】
オリフィス部材６０の外周面には、周方向に間隔を隔てて複数のボルト孔６５（図８に破線で示す。）が穿設される。円筒体５１の周壁下部には、周方向に延びる方形の開口部５４が形成される。開口部５４の領域に位置するオリフィス部材６０のボルト孔６５には、ボルト５６の雄螺子先端部が螺入する。ボルト５６は開口部５４を貫通し、円筒体５１の外側に突出する。ボルト５８の締付け力を過渡的に解放し、ボルト５６のヘッド部分を手指で左右に押圧することにより、中心軸線Ｃ廻りにオリフィス部材６０を回転させることができる。オリフィス部材６０の回転により、管路（上流側管内領域Ｄ）に対する開口部６１の方向性（異方性）や相対位置を変化させ、これにより、オリフィス部材６０が形成するオリフィス流路の軸対称形渦流崩壊作用又は機能の強弱を制御又は調節することができる。即ち、オリフィス部材６０の回転機構（ボルト孔６５、開口部５４、ボルト５６）は、オリフィス流路の軸対称形渦流崩壊作用又は機能を可変制御し又は調節するためのオリフィス流路の流路断面調節手段を構成する。【００５６】
オリフィス部材６０の回転による流路断面の変化又は調整は、ミキサー１０の作動前に実施し得るのみならず、ミキサー１０の作動中においても実施し得る。即ち、このようなオリフィス流路の流路断面調節手段によれば、ミキサー１０から下紙１上に流出するスラリー３ａの状態又は物性等を観察し又は実測しながら、オリフィス流路の作用又は機能を最適化するように微妙に変化させ又は微調節することが可能となるので、実務的に極めて有益である。なお、本発明者の実験によれば、下紙１上に供給されるスラリー３の状態又は物性は、中心軸線Ｃ廻りにオリフィス部材６０を少なくとも３°回転させることにより変化し、従って、オリフィス流路の軸対称形渦流崩壊作用の強弱は、少なくとも３°のオリフィス部材６０の回転により可変制御し又は調節することができる。【００５７】
図８に示すように、上流側管内領域Ｄとスラリー流路４６とが偏心しているので、上流側管内領域Ｄに流入したスラリーには、旋回力又は回転力が与えられ、この結果、スラリーは、円管内旋回流Ｆ（破線の矢印で示す。）として図９に示す如く、上流側管内領域Ｄの内周壁面に沿って回転流動しながら重力下に流下し、サイクロン状又は螺旋状の軸対称形渦流を上流側管内領域Ｄに形成する。スラリーの旋回方向は、回転円盤３２の回転方向γ（図５）と逆方向（反時計廻り方向）であり、スラリーは、その回転流動により、上流側管内領域Ｄにおいて混合・攪拌作用を受ける。上流側管内領域Ｄの流路断面が傾斜面６８及び開口部６１により縮小するので、円管内旋回流Ｆの旋回半径は徐々に縮小する。【００５８】
開口部６１の平面輪郭は、円形開口６１ａ、６１ｂ、６１ｃを重ね合せた複合図形であり、中心軸線Ｃに対して非軸対称の輪郭である。しかも、開口部６１の重心Ｇは、図１０に示すようにＸ軸方向に＋ΔＥだけ偏倚している。このため、円管内旋回流Ｆが形成する軸対称形（回転対称形）渦流は、開口部６１において崩壊する。開口部６１を通過した旋回流Ｆは、傾斜面６９によって流路断面が拡大することから、旋回半径を徐々に拡大し、下流側管内領域Ｋにおいて、円管内旋回流Ｆと同様の円管内旋回流に復元しようとする。しかし、軸対称形の渦流（円管内旋回流Ｆ）が開口部６１において崩壊する結果、スラリーの流れは、開口部６１の近傍において乱れ、この結果、円管内旋回流Ｆのような旋回流は、下流側管内領域Ｋの流れ場に再生せず、円管内旋回流Ｆに比べてかなり弱い（旋回速度成分が小さい）旋回流が下流側管内領域Ｋに発生するにすぎない。このような旋回流は、横引き管部分７４の管内を流動する間に概ね消失し、旋回速度成分を殆ど有しないスラリー流がスラリー吐出口７０（図２）から下紙１上に流出する。【００５９】
図１２及び図１３は、比較例に係るオリフィス部材１００を備えた垂直シュート５０の横断面図及び縦断面図である。図１２及び図１３において、筐体２０及び中空連結部４７は、仮想線（破線）で示されている。【００６０】
図１２及び図１３には、従来構造のオリフィス部材１００を備えた垂直シュート５０が比較例として示されている。オリフィス部材１００は、オリフィス部材６０と同じく、半径Ｒ（直径２Ｒ）の真円形平面輪郭を有し、オリフィス部材１００の外周面１０２は、シュート５０の内周面に隙間なく接触し又は摺接する。オリフィス部材１００の開口部１０１は、中心軸線Ｃを中心とした半径Ｒ１の真円形輪郭１０５を有する。開口部１０１は、オリフィス部材６０と同じく、オリフィス部材１００の全高Ｈに対し、Ｈ×１／２の高さにおいて水平に配置される。オリフィス部材１００の上下の円形縁部１０３、１０４と、円形開口１０６との間には、傾斜面１０８、１０９がすり鉢状又は円錐面状に延在する。【００６１】
前述のとおり、上流側管内領域Ｄに流入したスラリーは、円管内旋回流Ｆ（破線の矢印で示す。）として図１２に示す如く、上流側管内領域Ｄの内周壁面に沿って回転流動しながら重力下に流下するサイクロン状又は螺旋状の軸対称形渦流である。上流側管内領域Ｄの流路断面が傾斜面１０８及び開口部１０１により縮小するので、円管内旋回流Ｆの旋回半径は徐々に縮小する。開口部１０１を通過した旋回流Ｆは、傾斜面１０９によって流路断面が拡大することから、旋回半径を徐々に拡大し、下流側管内領域Ｋにおいて、円管内旋回流Ｆと同様の円管内旋回流に復元する。従って、円管内旋回流Ｆと同様の旋回流が下流側管内領域Ｋの流れ場において再生する。下流側管内領域Ｋに再生した旋回流Ｆ'は、旋回流Ｆに比べて旋回速度成分を減衰した軸対称形渦流であるが、旋回流Ｆ'の旋回速度成分は、横引き管部分７４の管内を流動する間では消失せず、スラリー吐出口７０（図２）において実質的に残留する。このため、スラリーは、旋回流としてスラリー吐出口７０から下紙１上に流出する。【００６２】
図１４〜図１７は、図８〜図１１に示すオリフィス部材６０（本実施例）を備えた石膏ボード製造装置と、図１２及び図１３に示す従来のオリフィス部材１００（比較例）を備えた石膏ボード製造装置とに関し、石膏芯部（コア）の比重分布を測定した試験結果を示す線図である。【００６３】
本発明者等は、オリフィス部材６０（本実施例）を垂直シュート５０に内装した石膏ボード製造装置を用いて石膏ボードを試作するとともに、オリフィス部材６０を従来のオリフィス部材１００（比較例）に置換して同一の配合及び製造条件で石膏ボードを試作した。試作された石膏ボードは、３尺×６尺（９１０ｍｍ×１８２０ｍｍ）、板厚１２．５ｍｍの標準的な石膏ボードである。【００６４】
図１４（Ｃ）及び図１４（Ｄ）には、比重分布を測定するための供試体の採取方法が概略的に示されている。本発明者等は、石膏ボード試作品Ｍの長さ方向中間部において長さ方向寸法１５０ｍｍの帯域を石膏ボード試作品から幅方向に切り出すとともに、高比重とした分取スラリーの硬化体部分を除去すべく、石膏ボードのエッジ部に相当する寸法５０ｍｍの側縁部分Ｎを切断・除去し、これにより、図１４（Ｄ）に示す８１０ｍｍ×１５０ｍｍの帯板状試験片Ｑを採取した。本発明者は更に、試験片Ｑを長手方向に１０等分に均等分割し、８１ｍｍ×１５０ｍｍの供試体Ｓ（Ｓ１〜Ｓ１０）を採取した後、各供試体Ｓ（Ｓ１〜Ｓ１０）の比重を測定した。【００６５】
石膏芯部の比重（目標値）＝０．７に設定した配合及び製造条件で試作した石膏ボードから採取された供試体Ｓ（Ｓ１〜Ｓ１０）に関し、石膏芯部の比重を実測した値が図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示されている。図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）において、横軸は、図１４（Ｄ）に示す供試体Ｓ１〜Ｓ１０に相応する石膏ボードの幅方向位置を示しており、縦軸は、比重の測定値（実測値）である。図１４（Ａ）は、オリフィス部材６０（本実施例）を備えた石膏ボード製造装置によって試作した石膏ボードの試験結果であり、図１４（Ｂ）は、オリフィス部材１００（比較例）を備えた石膏ボード製造装置によって試作した石膏ボードの試験結果である。【００６６】
図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）の各試験結果より明らかなとおり、オリフィス部材１００（比較例）を用いた場合、石膏コアの比重は、石膏ボードの幅方向において、０．７１２〜０．６７４の範囲で大きく変化するのに対し、オリフィス部材６０（本実施例）を用いた場合、石膏コアの比重は、０．６９７〜０．６９４の範囲内で変化するにすぎず、石膏ボードの幅方向において、ほぼ一定の値を示している。これは、次の事項を意味する。
(1)オリフィス部材１００（比較例）を用いた場合、オリフィス部材１００の下流側の流路内において比較的強い旋回流が発生し、泡とスラリーとが部分的に分離した状態でスラリーが石膏ボード用原紙の上に流出し易い。
(2)これに対し、オリフィス部材６０（本実施例）を用いた場合、泡とスラリーとの分離が実質的に完全に解消した状態でスラリーが放出管７から石膏ボード用原紙の上に流出する。【００６７】
図１５〜１７は、石膏芯部（コア）の比重（目標値）を０．６、０．５及び０．４に設定した配合及び製造条件で石膏ボードを試作し、試作した石膏ボードから採取した同様の供試体Ｓ１〜Ｓ１０に関し、石膏芯部（コア）の比重を実測した値が示されている。各図において、（Ａ）図は、オリフィス部材６０（本実施例）を備えた石膏ボード製造装置によって試作した石膏ボードの試験結果であり、（Ｂ）図は、オリフィス部材１００（比較例）を備えた石膏ボード製造装置によって試作した石膏ボードの試験結果である。【００６８】
図１５〜１７に示す実験結果より理解し得るとおり、オリフィス部材１００（比較例）を用いた場合、石膏芯部の比重を０．６以下に低減すると、比重の偏差が更に拡大する。殊に、目標比重を０．４に設定した場合、測定された最大比重及び最小比重の差は、目標比重の１５％を超える。これに対し、オリフィス部材６０（本実施例）を用いた場合、比重の偏差は拡大せず、実質的に一定の比重分布を有する石膏ボードを製造することができる。例えば、目標比重を０．４に設定した場合、測定された最大比重及び最小比重の差は、目標比重の約２％であるにすぎない。従って、上記オリフィス部材６０の採用は、石膏ボードの軽量化を図る上で極めて有効な手段である。【００６９】
図１８は、開口部６１の平面輪郭の変形例を例示する平面図である。【００７０】
前述の実施例においては、オリフィス部材６０の開口部６１は、３つの真円形輪郭の円（円形開口６１ａ、６１ｂ、６１ｃ）を部分的に重ね合わせてなる複合図形の輪郭を有するが、開口部６１を輪郭として、例えば、図１８（Ａ）に示すように単一の真円形輪郭を全体的に移動し、これにより、中心軸線Ｃに対して偏心した位置に開口部６１の中心（重心Ｇ）を位置決めしても良く、或いは、図１８（Ｂ）に示すように開口部６１の輪郭自体を偏倚又は変形させることにより開口部６１の重心Ｇを中心軸線Ｃに対して偏心させても良い。また、図１８（Ｃ）に示すように２つの真円形輪郭（中心Ｃ１：Ｃ２、半径Ｒ１：Ｒ２、偏心量＋Ｅ１：−Ｅ２）を複合した複合図形によって開口部６１を形成し、或いは、４つの真円形輪郭（中心Ｃ１：Ｃ２：Ｃ３：Ｃ４、半径Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３：Ｒ４、偏心量＋Ｅ１：−Ｅ２：＋Ｅ３、＋Ｅ５：＋Ｅ４、−Ｅ６）を複合した複合図形によって開口部６１を形成しても良い。なお、容易に理解し得るように、このような開口部６１の輪郭は、本発明の技術思想に相応して適宜設計変更し得る性質のものである。【００７１】
図１８の各図には、中心軸線Ｃを中心とした半径Ｒｍｉｎの中心真円領域Ｕｍｉｎが示されている。図１９（Ａ）には、縁部が非円形に変形した開口部６１と、中心真円領域Ｕｍｉｎとの関係が示されている。図１９（Ａ）に示す如く、開口部６１は、半径Ｒｍｉｎの中心真円領域Ｕｍｉｎを包含し、半径Ｒｍａｘの最大真円領域Ｕｍａｘに包含される。好ましくは、半径Ｒｍｉｎは、半径ｒ×０．１５以上の寸法に設定され、半径Ｒｍａｘは、半径ｒ×０．８５以下の寸法に設定され、従って、開口部６１の輪郭は、半径ｒ×（０．１５〜０．８５）、好ましくは、半径ｒ×（０．２〜０．８）の環状帯域の範囲内で変化する。【００７２】
図１９（Ｂ）には、半径Ｒ１の真円輪郭を有する開口部６１を中心軸線Ｃに対して比較的大きく偏心させた状態が示されている。開口部６１を中心軸線Ｃ１（重心Ｇ）は、半径ｒ×（０．２〜０．８）の環状帯域に位置しており、開口部６１は、半径Ｒｍｉｎの中心真円領域Ｕｍｉｎを包含しておらず、中心真円領域Ｕｍｉｎは、開口部６１の外側に延在する。しかしながら、このような状態であっても、サイクロン状又は螺旋状の軸対称形渦流が上流側管内領域Ｄに所望の如く発生する。これは、開口部６１の輪郭を比較的大きく変形させ、或いは、開口部６１を比較的大きく偏心させた場合であっても、スラリー及び泡を混合するための軸対称形渦流を上流側管内領域Ｄに生成し得ることを意味する。なお、このように中心真円領域Ｕｍｉｎが開口部６１の外側に延在する場合においても、中心軸線Ｃは、開口部６１内に位置することが望ましい。【００７３】
図２０は、開口部６１の縁部の形態を示す部分斜視図である。図２０（Ａ）に示す開口部６１は、全周に亘って線形又は線状の縁部６７を有し、図２０（Ｂ）に示す開口部６１は、全周に亘って一定の傾斜角の傾斜面６８、６９を有する。図２０（Ａ）に示す如く、開口部６１が線形又は線状縁部６７を有する場合、傾斜面６８、６９の傾斜角度は、開口部６１の輪郭に相応して変化する。他方、傾斜面６８、６９の傾斜角度を一定の角度に設定した場合、開口部６１の縁部領域には、少なくとも部分的に面状縁部６６が形成される。このような面状縁部６６においては、スラリーの滞留・硬化により石膏硬化塊が生成し且つ付着する傾向が認められるので、開口部６１におけるスラリー硬化塊の付着を防止する観点からは、開口部６１は、図２０（Ａ）に示すように線形又は線状縁部６７を備えることが望ましい。【００７４】
図２１は、流路断面の変化又は偏倚により管路の中心軸線Ｃの位置を変化させる構成を例示する概略斜視図及び概略断面図である。【００７５】
前述のとおり、ミキサー１０内で混練した石膏スラリーを機外に送出するスラリー送出方法として、図５に示す管路４７'のように筐体２０の円環壁２３に形成されたスラリー排出口に横向きにスラリー輸送管路を連結し、ミキサー１０の吐出圧を利用してスラリーを下紙１上に直に（シュートを用いずに）吐出する方式と、図６に示す管路４７"のように筐体２０の下板２２に形成されたスラリー排出口に下向きにスラリー吐出管路を連結し、ミキサー１０内のスラリーを重力下に直に（シュートを用いずに）石膏ボード用原紙上に流出させる方式とが知られている。図２１には、このようなスラリー送出方法の管路に本発明を適用した構成が概略的に示されている。なお、前述のシュート５０と同様のシュートをスラリー輸送管路又はスラリー吐出管路に適当に介装することも可能である。【００７６】
図２１（Ａ）に示す管路９０は、全体的に真円形流路断面を有するが、管路９０の中心軸線Ｃに対して非軸対称形の流路断面を備えた流路部分９１、９２を局部的に備える。図２１（Ａ）に示す流路部分９１、９２は、長軸を鉛直又は水平に向けた楕円形断面を有する。管内旋回流として発生した軸対称形渦流Ｆは、非軸対称形の流路断面の流路部分９１、９２により、少なくとも部分的に崩壊し、この結果、流路部分９１、９２を通過した管内旋回流は、流路部分９１、９２に流入する前の状態に再生せず、或いは、流路部分９１、９２の下流側において管内旋回流が発生し難い。【００７７】
図２１（Ｂ）に示す管路９５は、真円形断面の管路部分９６、９７から構成されるが、管路部分９６、９７の半径Ｒ１、Ｒ２は異なり、相対的に小径の管路部分９７は、管路部分９６、９７の接続部（流路部分）９８において、管路部分９６の片側（図において下側）に偏倚している。管路部分９６、９７の中心軸線Ｃ１、Ｃ２は接続部９８において偏心しており（偏心量＋ΔＥ）、管内旋回流として発生した軸対称形渦流Ｆは、このような流路断面の変化及び偏倚により、少なくとも部分的に崩壊し、この結果、流路部分を通過した管内旋回流は、流路部分に流入する前の状態に再生せず、或いは、流路部分の下流側において管内旋回流が発生し難い。変形例として、図２１（Ｂ）に破線で示すように相対的に大径の管路部分９７'（半径Ｒ２'）を管路部分９６に接続し、管路部分９６、９７'の接続部（流路部分）９９において、管路部分９６、９７'の中心軸線Ｃ１、Ｃ２'を偏心せしめ（偏心量−ΔＥ'）、これにより、管路９５を接続部９９において管路部分９６の片側（図において上側）に偏倚させることも可能である。なお、管路部分９６、９７'の下流側に管路部分９６等の管路部分を更に接続し、管路部分９６、９７'を局所的又は過渡的な流路断面縮小部又は流路断面拡大部として形成しても良い。【００７８】
以上、本発明の好適な実施形態及び実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態又は実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能である。【００７９】
例えば、本発明の混合撹拌機の構成は、ピン型ミキサー以外の形式のミキサー、例えば、ピンレスミキサー（羽根型ミキサー等）に等しく適用することができる。【００８０】
また、上記シュート、スラリー輸送管路又はスラリー吐出管路の管内流路の横断面は、厳密な意味での真円形に必ずしも限定されるものではなく、若干の誤差、歪み又は局所的変形等を有する円形輪郭に設計することも可能である。所望により、シュートの中心軸線を垂直方向（鉛直方向）に対して傾斜させ、或いは、可撓管等の管体によってシュート内領域とミキサーの混練領域とを流体連通せしめることも可能である。【００８１】
更に、上記実施例に係るミキサーは、比較的高比重のスラリーを分取口から分取する構成を有するが、分取口を備えない形式のミキサー、或いは、分取口からも比較的低比重のスラリーを分取する形式のミキサーにおいて本発明を適用しても良い。【００８２】
また、上記実施例に係るミキサーは、泡を中空連結部のスラリーに供給する構成のものであるが、泡を筐体内領域のスラリーに供給し、或いは、泡をシュート内のスラリーに供給することも可能である。加えて、上記実施例においては、泡生成手段における泡剤の起泡作用によって生成した泡をスラリーに供給するように構成されているが、泡剤をスラリーに直に供給し、スラリー中における泡剤の起泡作用により、泡をスラリー内に生成しても良い。なお、シュート内におけるスラリーの回転流動の方向は、中空連結部とシュートとの位置関係の変更により、上記実施例の方向（図５に示す方向）と逆の方向に設定することも可能である。【００８３】
更には、上記実施例においては、オリフィス流路を構成するオリフィス部材の開口部は、水平に配置され、平面輪郭の変化により流路断面を変化又は偏倚させるように構成されているが、開口部を全体的又は部分的に傾斜させても良く、或いは、水平面に対する傾斜角の変化（可変設定）により、流路断面を変化又は偏倚させ、これにより、管路の中心軸線の位置を変化させることも可能である。なお、このような角度変化により流路断面を変化又は偏倚させる場合、少なくとも３度の傾斜角の設定が必要である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上説明した如く、本発明は、石膏ボードを製造するための混合撹拌機、混合撹拌方法および石膏ボード製造方法に適用される。本発明によれば、石膏ボード用原紙上に流出する石膏スラリーの旋回運動を抑制し、石膏ボード用原紙上の石膏スラリーの比重分布に偏倚、偏差又はバラツキが発生するのを防止することができる。【００８５】
本発明の構成は、比重０．４〜０．７の軽量石膏ボードの製造において、石膏芯部の比重分布を均一化することができるので、軽量石膏ボードの製造において極めて有効に用いることができる。従って、近年の石膏ボードの軽量化傾向を考慮すると、その実用的効果は、極めて顕著である。
【符号の説明】
【００８６】
１  下紙
２  上紙
３  スラリー
４  スラリー送出部
５  帯状積層体
７  放出管
８  分取管
１０  ミキサー
２０  筐体（ハウジング）
２３  円環壁
４０  泡供給管
４１  泡供給口
４５  スラリー排出口
４６  スラリー流路
４７  中空連結部
５０  シュート
５１  円筒体
５４  開口部
５５  上部開口
５６、５８  ボルト
５７、６５  ボルト孔
６０  オリフィス部材
６１  開口部（オリフィス流路）
６２  外周面
６３、６４  円形縁部
６８、６９  傾斜面
７０、８０  スラリー吐出口
９０、９５  管路
９１、９２  流路部分
９６、９７、９７'  管路部分
９８、９９  接続部（流路部分）
Ｃ  中心軸線
Ｄ  シュート内の管内領域（上流側管内領域）
Ｆ  円管内旋回流
Ｇ  オリフィス流路の図形重心
Ｈ  オリフィス部材の全高
Ｋ  放出管の管内領域（下流側管内領域）
Ｐ  粉体
Ｌ  液体（水）
Ｍ  泡
ｒ、Ｒ  半径
【図１】
2014087892.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年9月29日(2014.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転盤と、前記混練領域の石膏スラリーを石膏ボード用原紙の上に供給するために前記筐体の外側に配設され、比重調整用の泡又は泡剤を前記石膏スラリーに混合する管内旋回流を形成する石膏スラリー供給用の管路とを有する石膏スラリーの混合攪拌機において、
前記管路は、前記筐体に配置されたスラリー排出口から筐体外に流出した石膏スラリーを受入れ且つ該石膏スラリーを重力下に流下させるシュートと、前記シュートの出口部に接続され、前記原紙の上に石膏スラリーを放出する放出管部分とを有し、
前記シュートは、前記石膏スラリーと前記泡又は泡剤とを該シュートの管内領域で回転流動させるように該管内領域の流路断面を局部的に縮小するオリフィス流路を有し、
該オリフィス流路の流路断面の図形重心は、前記管内領域の中心軸線に対して偏心した位置に配置されることを特徴とする石膏スラリーの混合攪拌機。
【請求項２】
前記管内領域の中心軸線から前記図形重心までの距離ΔＥと、前記管内領域の半径ｒとによって定義される前記図形重心の偏心率η＝ΔＥ／ｒは、０．０６以上の値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の混合攪拌機。
【請求項３】
前記オリフィス流路の流路断面の輪郭は、複数の図形を部分的に重ね合わせてなる複合図形の輪郭であり、該複合図形の重心は、前記管内領域の中心軸線に対して偏心していることを特徴とする請求項１又は２に記載の混合攪拌機。
【請求項４】
前記複合図形は、直径及び／又は中心位置が互いに異なる複数の円を部分的にのみ重ね合わせてなる複合図形であることを特徴とする請求項３に記載の混合攪拌機。
【請求項５】
前記管内領域の中心軸線から前記図形重心までの距離ΔＥと、前記管内領域の中心軸線から図形輪郭までの距離の最大値Ｒｍａｘとよって定義される偏心率η’＝ΔＥ／Ｒｍａｘは、０．１以上の値に設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の混合攪拌機。
【請求項６】
前記泡又は泡剤を前記石膏スラリーに供給するための泡供給口が、前記混練領域から前記スラリー排出口内に流出する直前の前記スラリーに泡又は泡剤を導入するように前記円形筐体の円環壁に配置され、或いは、前記混練領域から前記スラリー排出口に流入した直後の前記スラリーに泡又は泡剤を導入するように、前記シュートと前記スラリー排出口との間の中空連結部に配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の混合攪拌機。
【請求項７】
前記オリフィス流路を備えたオリフィス部材が、前記シュート内に配置され、該オリフィス部材は、前記オリフィス流路の軸対称形渦流崩壊作用の強弱を制御又は調節すべく前記オリフィス部材を回転又は移動させる流路断面調節手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の混合攪拌機。
【請求項８】
石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転盤と、前記混練領域の石膏スラリーを石膏ボード用原紙の上に供給するために前記筐体の外側に配設され、比重調整用の泡又は泡剤を前記石膏スラリーに混合する管内旋回流を形成するスラリー供給用のシュートとを有する石膏スラリーの混合攪拌機を用いた石膏スラリーの混合攪拌方法において、
前記筐体に配置されたスラリー排出口から筐体外に流出した石膏スラリーを前記シュートの管内領域で重力下に流下させ、該管内領域に発生する管内旋回流によって、前記泡又は泡剤を石膏スラリーに混合するとともに、前記管内領域の流路断面を局部的に縮小するオリフィス流路を介して前記石膏スラリーを前記シュートから放出管部分に導出し、
前記オリフィス流路の流路断面の図形重心を前記管内領域の中心軸線に対して偏心した位置に配置し、前記管内領域の軸対称形渦流を前記オリフィス流路によって崩壊して、該オリフィス流路の下流側に位置する前記放出管部分の管内領域において管内旋回流が再生又は発生するのを抑制することを特徴とする石膏スラリーの混合攪拌方法。
【請求項９】
前記管内領域の中心軸線から前記図形重心までの距離ΔＥと、前記管内領域の半径ｒとによって定義される前記図形重心の偏心率η＝ΔＥ／ｒを０．０６以上の値に設定することを特徴とする請求項８に記載の混合攪拌方法。
【請求項１０】
前記オリフィス流路の流路断面の輪郭は、複数の図形を部分的に重ね合わせてなる複合図形の輪郭であり、該複合図形の重心は、前記管路の中心軸線に対して偏心していることを特徴とする請求項８又は９に記載の混合攪拌方法。
【請求項１１】
前記複合図形は、直径及び／又は中心位置が互いに異なる複数の円を部分的にのみ重ね合わせてなる複合図形であることを特徴とする請求項１０に記載の混合攪拌方法。
【請求項１２】
前記管内領域の中心軸線から前記図形重心までの距離ΔＥと、前記管内領域の中心軸線から図形輪郭までの距離の最大値Ｒｍａｘとよって定義される偏心率η’＝ΔＥ／Ｒｍａｘは、０．１以上の値に設定されることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の混合攪拌方法。
【請求項１３】
０．４〜０．７の範囲内の比重を有する石膏ボードの石膏芯部を形成するように、前記石膏スラリーに対する泡又は泡剤の供給量を設定することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の混合攪拌方法。
【請求項１４】
前記オリフィス流路の流路断面の位置又は形状を変化又は偏倚させて該オリフィス流路の軸対称形渦流崩壊作用の強弱を制御又は調節することを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の混合攪拌方法。
【請求項１５】
石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転盤と、前記混練領域の石膏スラリーを石膏ボード用原紙の上に供給するために前記筐体の外側に配設されたスラリー供給用の管路とを有する石膏スラリーの混合攪拌機を用いて石膏スラリーを生成し、石膏スラリーを重力下に流下させるシュートを介して石膏スラリーを前記原紙上に供給して比重０．８以下の石膏ボードを製造する軽量石膏ボードの製造方法において、
前記筐体にスラリー排出口を配置し、該スラリー排出口から流出する混練領域の石膏スラリーを比重調整用の泡又は泡剤とともに前記シュートの管路内に導入し、該石膏スラリーを前記シュートの管内領域で回転流動させて該管内領域に管内旋回流を発生させ、前記シュート内に発生する管内旋回流によって、前記石膏スラリーと前記泡又は泡剤とを該管路内で混合し、
前記管内領域の流路断面を局部的に縮小するオリフィス流路を介して前記石膏スラリーを前記シュートから放出管部分に導出し、
前記オリフィス流路の流路断面の図形重心を前記管内領域の中心軸線に対して偏心した位置に配置し、前記管内領域の軸対称形渦流を前記オリフィス流路によって崩壊して、該オリフィス流路の下流側に位置する前記放出管部分の管内領域において管内旋回流が再生又は発生するのを抑制することを特徴とする軽量石膏ボードの製造方法。
【請求項１６】
前記管内領域の中心軸線から前記図形重心までの距離ΔＥと、前記管内領域の半径ｒとによって定義される前記図形重心の偏心率η＝ΔＥ／ｒを０．０６以上の値に設定することを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記オリフィス流路の流路断面の輪郭は、複数の図形を部分的に重ね合わせてなる複合図形の輪郭であり、該複合図形の重心は、前記シュートの中心軸線に対して偏心していることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記管内領域の中心軸線から前記図形重心までの距離ΔＥと、前記管内領域の中心軸線から図形輪郭までの距離の最大値Ｒｍａｘとよって定義される偏心率η’＝ΔＥ／Ｒｍａｘは、０．１以上の値に設定されることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１９】
０．４〜０．７の範囲内の所定の比重を有する石膏ボードの石膏芯部を形成するように、前記石膏スラリーに対する泡又は泡剤の供給量を設定することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記混合攪拌機は、前記オリフィス流路の軸対称形渦流崩壊作用の強弱を制御又は調節すべく、前記シュートに対する前記オリフィス流路の相対位置又は形状を変化させる流路断面調節手段を有しており、前記作用の強弱は、前記原紙上に供給される前記石膏スラリーの状態又は物性と関連して、前記流路断面調節手段によって前記混合攪拌機の運転中に制御又は調節されることを特徴とする請求項１５乃至１９のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記混練領域から前記スラリー排出口に流出する直前のスラリーに前記泡又は泡剤を供給し、或いは、前記混練領域から前記スラリー排出口に流入した直後のスラリーに前記泡又は泡剤を供給することを特徴とする請求項１５乃至２０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２２】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の混合攪拌機を備えた軽量石膏ボード製造装置。
【請求項２３】
請求項８乃至１４のいずれか１項に記載の混合攪拌方法を用いて０．４〜０．７の範囲内の所定の比重を有する石膏ボードを製造する軽量石膏ボードの製造方法。
【国際調査報告】
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