石膏浆分取装置、石膏浆分取方法、和石膏板制造方法

专利名称：石膏浆分取装置、石膏浆分取方法、和石膏板制造方法
技术领域：
本发明涉及石膏浆分取装置、石膏浆分取方法、和石膏板制造方法；更具体地说，涉及一种从对熟石膏和水进行混练的混合搅拌机中分取出石膏浆的石膏浆分取装置和分取方法、和应用了该石膏浆分取装置的石膏板制造方法。
背景技术：
从防/耐火性、隔音性、施工性、和经济性等观点来看，作为优秀的建筑内装材料，用石膏板用原纸对石膏系芯材进行了包覆的石膏板得到广泛的实际应用。一般地，石膏板的制造工序大致由下列各工序所构成混练工序，在该工序中，将熟石膏、粘接助剂、固化促进剂、添加剂、和掺合料等石膏板原料与水、泡沫(用于使石膏板芯部轻量化的泡沫)一起进行混练；浆流入工序，在该工序中，使经混练工序后得到的石膏浆(泥浆)流入到上下的石膏板用原纸之间；成形工序，在该工序中，使原纸和浆形成为具有规定形状的板体；粗切断·干燥工序，在该工序中，对成形后的带状的石膏板进行粗切断，并对粗切断后的生板进行强制干燥；以及，切断工序，在该工序中，将经干燥后的板体最终切断成规定的产品尺寸。除了这样的通用石膏板之外，作为用同样的制造方法所制造出的板状建材，带孔石膏板、装饰石膏板、外包石膏板、和强化石膏板等为人所知。作为可以根据其用途、性能而进行选择的各个品种的板状建材，这些板状建材在JIS(日本工业标准JIS A6901)中被做了规定，并实际上在建筑材料的市场上流通着。
图12为显示了现有的石膏板制造装置的构成的概略侧面图；在图12中，对进行混练工序、浆流入工序、和成形工序的石膏板制造装置的部分进行了显示。
在石膏板制造装置中，具有对上述石膏板原料进行混练，以对浆进行调制的混合搅拌机A。作为混合搅拌机A，一种薄型的杆型搅拌机被应用在很多的石膏板制造工厂中。一般地，这种形式的混合搅拌机具有形成混练区域(混练室)的偏平的圆筒状壳体(框体)、和在壳体内进行转动的转动盘。将熟石膏、混练用水、泡沫等的混练材料供给到混练区域的多个混练成分供给口被配置在框体上盖的中心区域上。在框体外周部上，配设有用于排出混练物的排出口。在框体上盖或上板上，具有垂下到转动盘附近的多个上位销。在转动盘上，具有竖立设置在转动盘上的、且延伸到上盖附近的下位销。将上下的销沿半径方向交替地进行配置。将转动转动盘的转动轴和该转动轴的驱动装置连结在转动盘上；作为被供给到壳体内的成分，由因驱动装置的促动所产生的转动盘的转动而受到搅拌混合，同时，由离心力的作用，在转动盘上向着半径方向的外方流动，并作为石膏浆S1从配置在壳体外周部上的卸料管部F而被排出到石膏板原纸上。作为这种形式的混合搅拌机，例如，被公开在下列各专利文献中美国专利第3459620号说明书、特开(日本国专利申请公开公报)平8-25342号公报、特开2000-262882号公报、和特开2000-6137号公报等。
在石膏板的制造技术领域，在很长期间内，在维持或改进石膏板的质量的同时，人们一直在努力进一步使石膏板轻量化。例如，在石膏板制造的强制干燥工序中，在石膏板中，一般地，由于与宽度方向的中央部分的干燥速度相比，其侧缘部分或侧缘部带状区域(缘部)的干燥速度要高一些，所以在侧缘部上，容易发生因干燥过度而引起的强度下降、完全干燥、石膏芯部和石膏板用原纸之间的粘接不良等现象。因此，作为这些现象的防止对策，一般地，与其中央部分相比，将石膏板的两侧缘部的浆密度设定为高密度。
为了使石膏板的侧缘部高密度化，通常，如图12所示，使用与上述混合搅拌机为不同的另一个浆搅拌机(石膏浆搅拌机B)。由配设在混合搅拌机的壳体外周壁上的浆分取口E，对由混合搅拌机所调制了的石膏浆的一部分进行分取，并将其导入到高速转动的石膏浆搅拌机B中。由石膏浆搅拌机B，使浆中的泡沫破坏以至消失，使石膏浆高密度化，同时，将高密度的石膏浆S2排出到与石膏板的侧缘部相对应的石膏板用原纸的带状区域上。这种形式的石膏浆搅拌机被称为硬质侧缘用搅拌机；通过使用这种硬质侧缘用搅拌机，可以在不使石膏板的中央部分高密度(高比重)化的情况下，在石膏板的侧缘部上形成高密度(高比重)的芯部。作为这种石膏浆搅拌机，例如，公开在美国专利第4279673号说明书中。
又，将混合搅拌机的石膏浆从混合搅拌机的外周壁的浆分取口E’、E”中进行分取，并将它们供给到滚筒涂覆机G、H的石膏浆搅拌机C、D中。与浆搅拌机B同样地，由浆搅拌机C、D对石膏浆进行搅拌，并将高密度化了的石膏浆S’、S”排出到石膏板用原纸上。由各滚筒涂覆机，可以提高石膏芯部和原纸之间的粘接性，并在原纸面上形成高密度浆的薄层。
又，在PCT国际公开公报WO97/23337号公报中，公开了一种具有将除了泡沫之外的其它混练材料的投入口配置在混合搅拌机的中心区域上的构成的混合搅拌机。由混合搅拌机，在混合搅拌机内对不含泡沫的石膏浆进行调制，并作为芯部浆流从主排出口将其排出。从混合搅拌机外周壁的浆辅助排出口，将混合搅拌机内的浆的一部分作为侧缘部浆流而排出。在芯部浆流的浆中，在主排出口的附近投入泡沫，使在芯部浆流的浆和侧缘部浆流的浆之间存在密度差。
如上所述，在与石膏板的侧缘部相对应的原纸部分上，对其供给高密度浆。在现有技术中，由于石膏浆搅拌机的过度的搅拌等存在将过度地高密度化了的浆供给到侧缘部上这一问题。由于这样的浆的高密度化的结果，会存在因芯部的低密度部和其高密度部之间的界面破裂而产生的芯部剥离，或在建筑现场出现难以在石膏板的侧缘部附近打入铁钉或小螺钉的状况的问题。因此，在现实中所采取的对策是考虑到石膏浆搅拌机的消泡效果，将泡沫过剩地供给到混合搅拌机中，或在石膏浆搅拌机本身中设置泡沫投入口，以对浆搅拌机内的浆供给泡沫，由此而防止石膏浆的过度的高密度化。但是，这样的对策是与为了使石膏浆高密度化而设置石膏浆搅拌机(用于破坏泡沫)的意图相矛盾的。而且，由于这样的对策，会导致增大泡沫或起泡剂的单位消费量(相当于一张基准石膏板的添加剂的添加量)，所以这不是理想的对策。
又，在现有的混合搅拌机中，作为石膏浆的分取口，是将其设置在与向着石膏板原纸的中央部上排出浆的浆排出口为不同部位的混合搅拌机的外周壁上的。与从卸料管部中排出的石膏浆的密度相比，从分取口中分取出的石膏浆(分取浆)的密度容易产生大的变动。因此，难以对浆密度进行统一的管理；而且在实际上，对浆密度的管理是非常困难的。
进一步，在混合搅拌机内和浆送出管(又被称为分取浆管或浆分取管)的管内，容易生成对石膏浆的流通会造成妨碍的浆的固化块。这种浆的固化块具有随着运行时间的延长而成长的性质。因此，在制造工序中，浆送出管中的浆流量会减少，从而存在浆的分取量会减少这一问题。
实际上，由于泡沫的附加的添加、浆密度的参差不齐、以及浆流量的变动，从浆搅拌机中所排出的高密度浆的密度有时会比预先设定的目标值要显著增大、或相反地、要降低很多。这样会导致高密度浆和低密度浆之间的密度差消失，或带来相反的结果。因此，存在下述这样的必要性在可靠地对分取浆的密度进行管理的同时，抑制浆流量的变动，由此，防止芯部和石膏板用原纸之间的粘接性的恶化、和石膏板的侧缘部的机械强度的降低等(即，最终产品的质量降低)，并防止泡沫的单位消费量的增加。

发明内容
本发明的目的是，提供一种石膏浆分取装置和分取方法，可以可靠地对从混合搅拌机中分取出的石膏浆的密度进行管理，抑制分取浆的流量变动，同时，可以减少泡沫或起泡剂的使用量。
又，本发明的目的是，提供一种使用了上述那样的分取装置的、并可以稳定地制造出高品质石膏板的石膏板制造方法。
为了达到上述目的，本发明者经过多次精心研究的结果，发现通过着眼于在将应该向石膏板用原纸的中央部排出的石膏浆从混合搅拌机中导出的中空连结部和卸料管部上浆密度和压力最稳定这一点，通过从该部分中分取出石膏浆，就可以连续地分取出浆密度和流量稳定的石膏浆，而且可以对浆密度和流量进行统一的管理。根据这样的认识，达到了本发明的目的。即，本发明是一种石膏浆分取装置，设置在石膏浆的混合搅拌机上，从该混合搅拌机中分取出所述的石膏浆，所述石膏浆的混合搅拌机在框体内的混练区域中对熟石膏和水进行混练，以调制石膏浆，然后，使该石膏浆从中空连结部连续地流出到卸料管部内，并经卸料管部的浆排出口将所述的石膏浆排出；其特征是以对上述中空连结部和/或卸料管部的石膏浆进行分取的方式，将与浆送出管之间流体连通的浆分取口配置在中空连结部和/或卸料管部上。
最好是，在分取装置上，具有可以使浆分取口开闭的阀装置、和围绕着浆分取口和阀装置的壳体。在壳体上，设有浆送出口。浆送出管被连接在浆送出口上，并经壳体的内部区域而与浆分取口之间流体连通。且最好是，作为促动阀装置的驱动装置，设置例如流体压力促动型的汽缸装置；而阀装置在驱动控制装置的控制下工作。
进一步，最好是，将泡沫供给口配置在中空连结部和/或卸料管部上。在从混合搅拌机流出的石膏浆中，混入用于对石膏浆的密度进行调整的泡沫或起泡剂。且最好是，将泡沫供给口配置在浆分取口和卸料管部的浆排出口之间。也可以浆分取口和泡沫供给口的双方都设置在卸料管部上；在这种情况时，希望在石膏浆的流动方向上，将浆分取口配置在泡沫供给口的上游侧。又，最好是，将浆分取口配置在中空连结部和/或卸料管部的顶壁上。
依据本发明的上述构成，由于可以从浆密度和压力稳定的中空连结部和/或卸料管部分取出调制后的石膏浆，所以，与从混合搅拌机的外周壁分取出的现有的分取浆相比，分取浆密度的标准偏差、即浆密度的参差不齐会大幅度地减少。又，由于中空连结部和卸料管部的石膏浆的压力比较高，所以浆送出管的流量稳定。由分取浆密度和流量的稳定，就可以比较容易地对分取浆的密度和流量进行管理。因此，可以有效地添加泡沫，降低泡沫或起泡剂的单位消费量。
又，依据本发明，作为一种使用了上述浆分取装置的浆分取方法，可以提供(1)将卸料管部和/或中空连结部的石膏浆的一部分由石膏浆的流体压力而从分取口送出到浆送出管中的石膏浆的分取方法；(2)将对泡沫或起泡剂的混入量进行了限制的石膏浆的一部分从分取口送出到浆送出管中的石膏浆的分取方法；(3)由阀装置的开闭促动，定期地使浆送出管与卸料管部或中空连结部之间的流路断开或开放，以防止在分取浆流路中浆的固化块的成长的石膏浆的分取方法；或，(4)对从分取口分取出的浆的压力由阀装置进行控制的石膏浆的分取方法。
从另外的观点来看，本发明是一种石膏板的制造方法，它使用了将熟石膏和水在混练区域中进行混练、以调制石膏浆的混合搅拌机、和对石膏浆进行分取、并供给到浆送出管中的石膏浆分取装置，其特征是，该石膏板的制造方法具有下述工序浆调制工序，在该工序中，将熟石膏和水供给到上述混合搅拌机内，在该混合搅拌机中进行混练，以调制石膏浆，然后，使石膏浆从中空连结部流出到卸料管部中；浆分取工序，在该工序中，在上述卸料管部和/或中空连结部中，对从上述混练区域中流出的石膏浆的一部分作为分取浆进行分取，并将该分取浆从上述浆送出管供给到石膏板原纸的侧缘部分和/或滚筒涂覆机上；以及，浆排出工序，在该工序中，经卸料管部的浆排出口，将被分取了上述分取浆后的上述石膏浆的剩余部分排出到石膏板用原纸的中央部上，由所述的分取浆而形成所述的石膏板侧缘部的芯部、和/或、芯部和石膏板原纸之间的界面部分。
依据上述构成，对调制后的石膏浆，在其从混练区域流出后进行分取；并且，对侧缘部的芯部、或与石膏板原纸相接触的芯部的界面部分，由密度和流量稳定的分取浆所形成。因此，可以稳定地制造出高品质的石膏板。最好是，对于被分取了分取浆后的石膏浆的剩余部分，添加用于调整浆密度的泡沫或起泡剂。根据需要，由浆搅拌机对具有泡沫的分取浆进行搅拌。


图1和图2为显示了石膏板制造装置的大致构成的侧面图和平面图。
图3、图4、和图5为显示了混合搅拌机、中空连结部、和卸料管部的构成的立体图、平面图、和局部断面侧面图。
图6为显示了中空连结部、卸料管部、和浆分取装置的内部构造的纵断面图。
图7为显示了泡沫的供给方法的石膏浆供给系统的方块流程图。
图8为显示了浆分取装置的变型例的局部断面侧面图和方块流程图。
图9为显示了具有浆分取装置的混合搅拌机的实施例的局部断面侧面图和方块流程图。
图10为显示了浆密度的测定结果和石膏板的质量评价结果的图表。
图11为用于说明粘接性试验的试验方法的立体图。
图12为显示了现有的石膏板制造装置的构成的概略侧面图。
具体实施例方式
以下，参照附图，对本发明的理想实施形态进行详细的说明。
在图1和图2中，概略地显示了石膏板制造装置的构成。作为石膏板的表面用原纸，将下纸1供给到石膏板制造装置的输送线7上，并使其在输送线7上沿输送方向(箭头方向)行走。在下纸1的输送路径上，配设有滚筒涂覆机17。经浆送出管13，将混合搅拌机(mixer)4的石膏浆的一部分导入到浆搅拌机(slurry agitator)15中。由浆搅拌机15，搅拌石膏浆，对石膏浆中的泡沫进行消泡·脱泡处理，使石膏浆高密度化。在滚筒涂覆机17的上游侧，将浆搅拌机15的高密度浆S’从高密度浆排出口14供给到下纸1上；并由滚筒涂覆机17，在下纸1的上面形成石膏浆S’的薄层(用虚线表示)。
如图2所示，由划线装置9a、9b将左右的划线刻划在下纸1上；由左右的导向部件8a、8b等对下纸1的侧缘部进行翻折；并在构成输送线7的输送台7a上沿输送方向移动的同时，使石膏板的侧缘部的形态得到成形。将由杆型搅拌机所构成的混合搅拌机4配置在输送线7的上方，同时，将浆搅拌机10配置在混合搅拌机4的前方(输送方向的前方)。如图1所示，将熟石膏、粘接剂、添加剂、掺合料等粉体原料、泡沫(起泡剂)、和液体原料(混练用水)供给到混合搅拌机4。在混合搅拌机4中，由驱动轴4a对内部转动盘(图中未示)进行旋转驱动，对这些粉体、泡沫、和液体原料进行混练，然后将其作为石膏浆S1从卸料管部5和浆排出管5a排出到下纸1的中央部上。卸料管部又被称为浆输送管或罐。
经浆送出管11，将混合搅拌机4的石膏浆的一部分导入到浆搅拌机10中。由浆搅拌机10，搅拌石膏浆，对石膏浆中的泡沫进行消泡·脱泡处理，使石膏浆高密度化。由浆搅拌机10构成硬质侧缘用搅拌机，它对与石膏板的侧缘部相对应的下纸1的侧部带状区域供给高密度浆。由浆搅拌机10的消泡·脱泡作用而高密度化了的浆，作为高密度浆S2被送出到左右一对的高密度浆排出管12中，并从各排出管12的排出口12a排出到下纸1的两侧缘部(两侧的侧缘部)上。从浆排出管5a和排出管12中流出到下纸1上的石膏浆S(S1、S2)与下纸1一起在输送线7上移动，并到达具有上下一对的成形辊6a、6b的成形机6。
作为石膏板的里面用原纸，将上纸2供给到输送线7。由转向辊6c的导向作用，将上纸2沿规定的路径连续地供给到成形辊6a、6b上。由成形辊6a，使上纸2的输送方向转向，将其层叠在石膏浆S上。在上纸2的供给路径上，配设有与上述滚筒涂覆机17相同的滚筒涂覆机18。经浆送出管19，将混合搅拌机4的石膏浆的一部分导入到浆搅拌机16中。由浆搅拌机16，搅拌石膏浆，对石膏浆中的泡沫进行消泡·脱泡处理，使石膏浆高密度化。在滚筒涂覆机18的上游侧，将浆搅拌机16的高密度浆S”从高密度浆排出口20供给到上纸2上。与上述的滚筒涂覆机17同样地，由滚筒涂覆机18，在上纸2的上面形成高密度浆S”的薄层(用虚线表示)。
在浆搅拌机10、15、16的构成中，由驱动轴10a、15a、16a的转动，对内部转子(图中未示)进行旋转驱动，并对石膏浆中的泡沫进行消泡·脱泡处理。关于浆搅拌机10、15、16的内部构造，由于在本申请人的专利申请(日本国专利申请)2002-274588号公报中进行了详细的记载，所以这里省略对其详细的说明。又，关于滚筒涂覆机17、18那样的滚筒涂覆机，由于在基于本申请人的日本国专利申请特开平8-112808号公报中进行公开，所以通过引用该公报，这里可以省略对其详细的说明。
由成形机6，将下纸1、浆S、和上纸2形成为3层构造的、并且为带状的连续层叠体。将层叠体在构成输送线7的输送带7b上向着粗切断机(图中未示)连续地进行输送。同时，进行浆S的固化反应。粗切断机(图中未示)被配置在输送线上；并且，由粗切断机，将连续层叠体切断成具有规定长度的板体(生板)。由反转装置(图中未示)，将生板上下反转后，导入到干燥机(图中未示)中，并在干燥机中进行强制干燥；之后，在切断工序(图中未示)中将其切断成规定的产品长度，并作为石膏板产品而输出。
在图3、图4、和图5中，显示了具有浆分取装置30的混合搅拌机4、中空连结部50、和卸料管部5的构成；在图6中，显示了中空连结部50、卸料管部5、和浆分取装置30的内部构造。
混合搅拌机4具有扁平的圆筒状壳体(框体)40。在壳体40中，具有相隔规定的上下间隔的水平的圆盘状的上板(上盖)41和下板(底盖)42、和与上板41和下板42的外周部相连接的圆环状的外周壁43。垂直转动轴4a的扩大下端部4b贯通上板41的中心部。经变速齿轮装置或带式变速机等的变速装置(图中未示)，将转动轴4a与电动马达(图中未示)等的转动驱动装置相连结。
在上板41的规定的位置上，连接着供给应进行混练的石膏板粉体原料的粉体供给管45、供给规定量的混练用水的给水管46、对内压的上升进行限制的内压调整装置47(在图4中，用虚线表示)、和供给规定量的起泡剂的泡沫供给管48。由从泡沫供给管48中供给的起泡剂，将用于调整熟石膏浆的密度的泡沫混入到混合搅拌机4内的混练成分中。
如图5所示，将圆形转动盘60可以转动地配置在壳体40内，并且，将转动盘60的中心部固定在转动轴4a的扩大下端部4b上。转动盘60与转动轴4a成一体地沿箭头R方向(顺时针方向)进行转动。将下位销61竖立设置在转动盘60的上面，而使上位销62从上板41垂下。当下位销61随着转动盘60的旋转运动而沿转动方向R移动时，通过与上位销62之间的间隙。关于混合搅拌机4，由于其构造在基于本申请人的日本专利申请特开平8-25342号公报、特开2000-262882号公报、特开2000-6137号公报等中进行了记载，所以通过引用这些公报，这里可以省略对混合搅拌机4的内部构造的详细的说明。
如图3和图6所示，将中空连结部(浆导出部)50连接在外周壁43上。中空连结部50的流入端50a在混合搅拌机4的机内混练区域开口，而中空连结部50的流出端50b连接在卸料管51的外周壁51a上。由外周壁51a的下部流出端(图中未示)，构成卸料管部5的浆排出口。在卸料管51中，具有对在卸料管内区域58中流下的流体提供流动阻力的节流部(图中未示)。在本实施形态中，作为用于将浆引导到下纸1的规定区域(中央区域)上的橡胶制或合成树脂制等的引导管(管子)，进一步，将浆排出管5a连接在外周壁51a上。
将卸料管51的上端部由水平的顶壁51c进行闭塞，并且，将浆分取装置(apparatus for fractionating slurry)30的浆分取器(slurryfractionation device)31安装在顶壁51c上。
如图3所示，浆分取装置30的构成为配置在卸料管51的正上方的分取器31、和流体压力促动型的汽缸装置35。将垂直地支承着汽缸装置35的汽缸支承架39安装在石膏板制造装置的装置机架(图中未示)或混合搅拌机4的壳体40上。支承架39具有底板39a和顶板39b；并且，由垂直连结杆39c，将底板39a和顶板39b以相隔规定的间隔而相互连结着。将底板39a连结在分取器31的壳体32的上面。将顶板39b连结在汽缸本体36的下端部上。
汽缸装置35的可动活塞杆37在支承架39的中空区域垂下，并且贯通壳体32的顶壁。可动活塞杆37延伸到分取器31内；并且，将圆形阀体37a成一体地安装在杆37的下端。将可以使在卸料管内区域58和分取器内区域38之间进行流体流动的圆形分取口(fractionationport)33安置在与阀体37a相对的位置上。将圆形分取口33和杆37同心状地进行配置；并且，分取口33的中心位于杆37的中心轴线上。将分取口33形成于卸料管51的顶壁51c上；并且，将可以落座阀体37a的环状阀座33a配置在分取口33的开口缘上。在图6中，显示了使阀体37a从阀座33a上离开的分取装置30的分取位置。在分取位置时，汽缸装置35将杆37拉进到活塞本体36内，而阀体37a则上升到最上升的位置。
在壳体32的侧壁上，形成有浆送出口34；浆送出管11、13、19的上游端分别与各送出口34相连接。在分取器31的分取位置，经分取器31的内部区域38，浆送出管11、13、19的各流路与卸料管内区域58之间流体连通。
在汽缸装置35中，当将杆37从活塞本体36中伸出，并使阀体37a下降到最下降的位置时，阀体37a落座在阀座33a上，从而将分取装置30切换成闭塞位置。在闭塞位置上，分取器31的内部区域38和卸料管内区域58之间的流体连通被断开。因此，卸料管部5的石膏浆就不会被送出到浆送出管11、13、19的管内流路中。通过对杆位置进行可变控制，当阀体37a位于最上升的位置和最下降的位置之间的中间位置时，对通过分取器31的石膏浆的压力损失可以相应于阀体位置而进行调节。因此，可以由阀体位置而对被送出到浆送出管11、13、19的各流路中的石膏浆的流体压力进行限制。
在图5中，概略地显示了构成汽缸装置35的工作控制系统的流体控制回路。活塞本体36具有工作流体的给排口36a、36b。经流体管路71、72，给排口36a、36b与二位置控制式电磁阀70相连接。电磁阀70可以在第1位置(将杆拉进位置)和第2位置(将杆伸出位置)之间进行切换控制在第1位置时，使管路71向大气开放，并使管路72与流动着工作流体的主管75之间流体连通；而在第2位置时，使管路71与流动着工作流体的主管75之间流体连通，并使管路72向大气开放。经控制信号线77，将电磁阀70的电磁线圈73与控制单元80相连接。在本实施形态中，汽缸装置35是由空气压力促动型的汽缸装置所构成的，并使用压缩空气作为汽缸装置35的工作流体。
下面，对浆分取装置30的工作进行说明。
在工作时，经粉体供给管45、给水管46、和泡沫供给管48，将石膏板粉体原料、混练用水、和起泡剂等原料连续地供给到混合搅拌机4中。在混合搅拌机4中，由驱动装置的促动，使转动盘60连续地转动，对这些原料进行搅拌混合。由于离心力的作用，混合搅拌机4内的石膏浆在转动盘60上向着半径方向的外方流动，并从中空连结部50流入到卸料管51内。
在通常的石膏板制造工序中，由于使用浆搅拌机10、15、16，所以，将电磁阀70保持在第1位置(将杆拉进位置)，而将阀体37a保持在分取位置(见图6)。由于混合搅拌机4的高流出压力，使石膏浆从中空连结部50的流出端50b流入到卸料管51内。在该浆与流出端50b相对的卸料管内区域58的壁面相撞而滞留后，在卸料管内区域58中流下，并从浆排出管5a(见图1)排出到下纸1上。由于卸料管内区域58的内压(流体压力)的作用，石膏浆的一部分从分取口33流入到分取器内区域38中，并从浆送出口34送出到各送出管11、13、19中。对中空连结部50的流路断面积、流入端50a和流出端50b的开口面积卸料管内区域58的横断面积、流动阻力、和内部容积、分取口33的位置、开口面积和形状等，可以在考虑了包括送出管11、13、19的石膏浆供给系统全体的浆流量平衡和压力平衡后，进行适当的设定。因此，在各送出管11、13、19中，可以确保所需的浆流量。
由位于浆搅拌机10、15、16内的转子的转动，对从送出管11、13、19流入到浆搅拌机10、15、16中的石膏浆进行搅拌，并由石膏浆中的泡沫的消泡·脱泡作用而成为高密度化。作为高密度浆，将浆搅拌机10、15、16的浆从排出管12、14、20分别供给到下纸1和滚筒涂覆机17、18上。
当停止了向着浆搅拌机10、15、16的浆的供给时，将电磁阀70切换成第2位置(将杆伸出位置)。将阀体37a下降到最下降的位置，并落座在阀座33a上，使分取器内区域38和卸料管内区域58之间的流体流动被断开。
在图7中，显示了在石膏浆供给系统中起泡剂的供给方法。
如图7(A)所示，将用于使石膏浆轻量化的起泡剂导入到混合搅拌机4中，使泡沫与石膏板粉体原料和混练用水等一起在混合搅拌机4中得到混练。混入有泡沫的石膏浆从中空连结部50流出到卸料管部5中。如上所述，将大部分的石膏浆供给到下纸1上；而由浆分取装置30，对一部分的石膏浆进行分取，并将其供给到浆搅拌机10、15、16中。由浆搅拌机10、15、16的消泡·脱泡作用，使被供给到浆搅拌机10、15、16中的石膏浆高密度化，并被调整成具有规定比重的石膏浆。
在卸料管部5的卸料管内区域58中，由于混合搅拌机4的浆流出压力的作用，使卸料管内区域58的内压力稳定在比较高的压力水平上。因此，由浆分取装置30，从卸料管部5中分取出一定量、且为一定压力的石膏浆，并经浆送出管11、13、19将其给送到浆搅拌机10、15、16中。
通过对卸料管内区域58的石膏浆的密度进行管理，可以对从卸料管部5供给到下纸1上的石膏浆的密度、和从混合搅拌机4供给到浆搅拌机10、15、16中的石膏浆的密度的两方实现统一的管理。特别是，与现有的浆分取口(配设在混合搅拌机4的外周壁43上)的石膏浆的密度相比，卸料管内区域58的石膏浆的密度随时间的变化很小，很稳定。因此，可以可靠地对石膏浆的密度进行管理。由此，可以对泡沫进行有效添加，并因此可以降低起泡剂的添加量。又，作为粘接助剂，在以往，是在对伴随着浆密度的变动而产生的粘接力的下降进行预测后，有余量地进行添加的，但现在可以削减这样的粘接助剂的增量部分。
进一步，依据上述构成的浆分取装置30，可以在石膏浆供给系统的运行过程中，通过定期地对电磁阀70的第1位置和第2位置进行切换，以实现使汽缸装置35产生定期工作的控制。由此，可以定期地使分取器内区域38和卸料管内区域58之间的流路断开/开放。与混合搅拌机或浆送出管中的浆同样地，即使在具有比较高的内压的分取口缘部的附近、和阀体的附近，其浆也会徐徐地生成对浆的流动产生妨碍的薄层状的浆的固化块。但是，由阀装置33a、37a的开闭操作，可以定期地将这样的薄层状的浆的固化块排除掉。因此，可以防止分取器内区域38的浆流量在长期的运行中下降；由此，可以在长时间内使浆分取量稳定。又，在进行石膏浆的分取时，由于因区域38、58的连通被断开而会暂时带来一些妨碍，所以，浆排出管5a和浆排出管12、14、20的浆排出量会产生过渡性的变动。但是，为了尽量抑制浆排出量的变动，将阀装置33a、37a的断开时间设定为极短的时间；并且，对于阀的断开操作的时间间隔，可以在考虑了石膏浆的固化时间等后而进行适当的设定。因此，可以基本上稳定浆的排出量。
在图7(B)中，举例显示了泡沫添加位置的变型例。
如上所述，由于由浆分取装置30，对应供给到浆搅拌机10、15、16中的石膏浆进行分取，所以，如图7(B)所示，可以将泡沫的添加位置设定在中空连结部50中。在中空连结部50中，所混入的泡沫不会受到混合搅拌机4内的混合搅拌作用，因此，不会由于混合搅拌机4内的消泡·脱泡作用而消失，而是被供给到卸料管部5中。依据这样的构成，由于可以在不考虑混合搅拌机4内的泡沫消失的情况下，设定起泡剂的添加量，所以，与现有的起泡剂的添加量(在考虑了在混合搅拌机4内的泡沫的消失后，以增量方式添加)相比，可以减少起泡剂的添加量(削减增量部分)。如图7(B)的虚线所示，也可以将部分的或附加的泡沫混入到混合搅拌机4内。
在图8中，显示了浆分取装置30的变型例。
在上述实施形态中，是将浆分取装置30配置在卸料管部5的正上方的，但是，也可以将浆分取装置30配置在卸料管部5的侧壁上。又，如图8所示，也可以将浆分取装置30配置在中空连结部50的上侧，并从中空连结部50中对石膏浆进行分取。根据需要，也可以将浆分取装置30配置在中空连结部50的侧壁或下侧。
在图8(A)和图8(B)所示的实施形态中，将浆分取器31固定在中空连结部50的水平的顶壁上，并将流体压力促动型的汽缸装置35串联地连结在分取器31的上侧。由分取器31，对从混合搅拌机4的混练区域流出到卸料管部5中的石膏浆在中空连结部50中进行分取，并将其送出到浆送出管11、13、19中。
将泡沫供给管48连结在卸料管部5上，将起泡剂导入到卸料管部5中。将没有混入泡沫的比较高密度的石膏浆供给到浆搅拌机10、15、16中，而将添加有泡沫的比较低密度的石膏浆从浆排出管5a(见图1)供给到下纸1的中央部上。依据这样的构成，对起泡剂的添加量，由于可以在不考虑浆搅拌机10、15、16的消泡·脱泡作用的情况下进行设定，所以，可以进一步减少起泡剂的添加量。根据需要，如图8(B)的虚线所示，也可以进一步将比较少量的起泡剂混入到混合搅拌机4的混练区域中。
根据需要，如图8(C)所示，也可以将没有混入泡沫的比较高密度的石膏浆从排出管12、14、20直接供给到下纸1和滚筒涂覆机17、18的规定的部位上。在这样的构成中，可以省略浆搅拌机10、15、16；这里，该浆搅拌机10、15、16的作用是通过对石膏浆进行搅拌，使泡沫产生消泡·脱泡作用，而实现石膏浆的高密度化。根据需要，如图8(C)的虚线所示，也可以将比较少量的起泡剂导入到混合搅拌机4的混练区域中。
下面，对本发明的浆分取装置的实施例进行说明。
在图9中，显示了具有浆分取装置30的混合搅拌机4。
如上所述，图示的浆分取装置30被配置在卸料管部5的正上方。将泡沫供给管44连结在卸料管部5上；并且，对泡沫供给管44的泡沫供给口，将其位置确定在位于分取口33(见图6)的下游侧上的、在浆中导入起泡剂的位置上。由泡沫供给管44，对从中空连结部50流入到卸料管部5内的石膏浆供给起泡剂。进一步，将泡沫供给管44’连结在中空连结部50上；并且，对泡沫供给管44’的泡沫供给口，将其位置确定在可以对中空连结部50内供给适量的起泡剂的位置上。由泡沫供给管44’，对从混合搅拌机4流入到卸料管部5中的石膏浆导入起泡剂。在连结了分取装置30和浆搅拌机10的浆送出管11中，设置有分支部22。在分支部22上，连接有可以对下纸1的两侧缘排出石膏浆的一对分支管12’。
实施例1相对于100份重量的熟石膏，计量80份重量的混练用水；并根据需要，计量粘接助剂、固化促进剂、和减水剂等的需要量。将这些原料连续地导入到混合搅拌机4中。同时，从泡沫供给管44，将适量的起泡剂导入到卸料管部5的石膏浆中。在混合搅拌机4内得到混练的石膏浆流入到卸料管部5中，并在被添加了泡沫后，从浆排出管5a排出到下纸1的中央部上。由浆分取装置30，对流入到卸料管部5中的石膏浆的一部分进行分取。并且，停止浆搅拌机10的工作，将浆送出管11的石膏浆从分支部22和分支管12’直接排出到下纸1的各侧缘部(两侧的侧缘部)上。
由通常的石膏板制造工序，可以连续地制造出厚度为12.5mm的石膏板。所得到的石膏板的密度为0.65g/cm3。对于浆密度的测定，在120分钟的时间中，每隔10分钟，用后述的测定方法进行测定(测定次数合计为13次)；对石膏板的质量评价，用后述的质量评价方法进行评价。
实施例2将与实施例1具有同样配合比的原料连续地投入到混合搅拌机4中。当在混合搅拌机4内得到混练的石膏浆流入到卸料管部5中时，由泡沫供给管44’将适量的起泡剂导入到石膏浆中。大部分的石膏浆从浆排出管5a排出到下纸1的中央部上；而由浆分取装置30，对一部分的石膏浆进行分取。并且，使浆搅拌机10工作，将浆送出管11的石膏浆供给到浆搅拌机10中。经2条高密度浆排出管12，将由浆搅拌机10的消泡·脱泡作用而高密度化的浆排出到下纸1的各侧缘部(两侧的侧缘部)上。
与实施例1同样地，由通常的石膏板制造工程，可以连续地制造出密度为0.65g/cm3、且厚度为12.5mm的石膏板；同时，如上所述，进行了浆密度的测定(测定次数合计为13次)和石膏板的质量评价。
比较例1作为比较例，使用图12所示的现有的混合搅拌机A，并将与实施例1具有同样配合比的原料连续地投入到混合搅拌机A中。从与混合搅拌机A的上板相连接的泡沫供给管，将适量的起泡剂供给到混合搅拌机A内。大部分的石膏浆流入到卸料管部F中，并从浆排出管排出到下纸的中央部上；而一部分的石膏浆从配置在混合搅拌机A的外周壁上的浆分取口E流出到浆送出管中，并被供给到浆搅拌机B中。经2条高密度浆排出管，将由浆搅拌机B的消泡·脱泡作用而高密度化的浆排出到下纸的各侧缘部(两侧的侧缘部)上。
与实施例1和2同样地，由通常的石膏板制造工程，可以连续地制造出密度为0.65g/cm3、且厚度为12.5mm的石膏板；同时，进行了浆密度的测定(测定次数合计为13次)和石膏板的质量评价。
关于浆的密度变化和流量变化的测定方法，见如下所述。
(I)浆密度的测定方法在使即将要排出到原纸中央部上的卸料管部的石膏浆、和要从高密度浆排出口或分支管排出到原纸侧缘部上的高密度的石膏浆分别流出到石膏板原纸上之前，将它们装入内部容积为343cm3的纸杯(在将纸杯充填成一平杯的状态时，为343cm3)中，并充填在纸杯内。在对纸杯进行浆的充填时，要注意不要将周边的空气裹挟进来。
称量充填了浆的纸杯，由下式计算浆密度；并由13次的密度测定结果，求浆密度的平均值和标准偏差。浆密度的平均值和标准偏差如图10所示。
浆密度(g/cm3)＝(充填后纸杯重量-充填前纸杯重量)/纸杯内部容积(II)分取浆量的变化当石膏板制造装置为稳定的运行状态时，在从混合搅拌机中分取出的分取浆的流路中，在3秒钟内注入200cm3有色墨水，并对排出到下纸1的侧缘部上的分取浆在约10秒钟内进行着色。在所制造出的石膏板(宽度910mm×长度1820mm)中，取样2片其石膏芯部的两侧缘部分得到着色的石膏板(即，在注入墨水时所制造出的石膏板)，对这2片石膏板的两端面，求出着色部分的断面积。具体来说，对各石膏板的两侧的侧缘部分，测定两端面的着色部分的断面积(合计测定4个部位的着色部分的断面积)。对由2片石膏板的测定所得到的总计为8个部位的断面积的测定值进行平均，求出其平均值A。
在2小时后，用同样的方法，求出着色部分的断面积的平均值B，并由B/A求出分取浆的流量变化率。
分取浆的流量变化率如图10所示。
关于石膏板的质量评价方法，见如下所述。
(i)石膏板的取样在实施例1、2和比较例的石膏板的制造过程中，每隔1小时取样1张石膏板，在24小时内合计共取样了24个试验体。对于24张石膏板，首先测定表面硬度。
(ii)侧缘部的表面硬度试验用橡胶硬度计，在离开石膏板表面的两侧缘为10mm的位置上，在板的长度方向，以100mm的间隔测定10个点。求出测定值的平均值，并将其作为板的两侧缘部的表面硬度。表面硬度的测定结果见图10所示。
(iii)粘接性试验将进行了表面硬度测定后的石膏板裁断成用于进行粘接性和芯部硬度测定的试样，以准备好试验片。将用于测定粘接性的试验片放置在室内，而将用于其它测定的试验片放入温度设定为40℃的干燥器内，并干燥至恒重。关于各试验片的尺寸、和从1张石膏板中所取样的试验片的数量，见如下所述。
·粘接性试验试验片尺寸910mm(石膏板的整体宽度)×300mm(切断长度)取样数量1个/1张石膏板·芯部硬度试验试验片尺寸910mm(石膏板的整体宽度)×300mm(切断长度)取样数量2个/2张石膏板在表面的粘接试验中，首先，如图11(A)所示，用刀具在试验片的里面纸上刻划上横跨试验片的整体宽度的裂缝，然后，如图11(B)所示，将芯部向着相反侧弯折。如图11(C)和(D)所示，以在整体宽度上施加着均匀的力的方式，对试验片进行拉伸，将表面纸撕破，然后，测定粘接状态的部分的面积，并求出其比例(用％表示)。如图11(E)所示，作为粘接状态的部分，不只限于在初期状态时残留在芯部上的部分，而且也包括在表面纸内发生了剥离现象的纸的层间剥离部分(由于纸与芯部之间的粘接力很强，而发生了表面纸的层间剥离的部分)。与此相对，作为芯部露出部分，是指由于纸与芯部之间粘接力较弱，而发生了纸的破断、或在出现层间剥离现象之前所发生的纸从芯部上分离(剥离)了的部分。由测定结果，求出相对于规定面积的粘接状态部分的比例(即，没有露出芯部部分的比例)。
同样地，对里面进行粘接试验，求出粘接部分的面积(用％表示)。
粘接性试验的结果如图10所示。作为表里各面的粘接试验的结果，以6次测定结果的平均值的方式，显示在图10中。
(iv)两侧面的芯部硬度试验根据ASTM C473-00(Standard Test Method for PhysicalTesting of Gypsum Panel Products)的“Core，End，and Edge Hardness(Method A)”，进行芯部硬度试验。在将试验片的原纸剥离而露出芯部表面的状态下，以等间隔的方式，对5个点进行测定。芯部硬度的测定结果如图10所示。
根据图10所示的浆密度的测定结果和石膏板的质量评价结果，通过对实施例和比较例进行对比，得到如下所述的结果。
关于浆密度，无论是在侧缘部或中央部上，在实施例1和实施例2中的标准偏差都比比较例的标准偏差要小。特别是，在侧缘部上，可以看到标准偏差的显著降低。这明确地表明，通过使用本发明的浆分取装置，从混合搅拌机中分取出的分取浆的密度是很稳定的。
关于浆量的变化率，当对实施例和比较例进行对比时，在比较例中，浆量会发生很大的变化(变化率B/A＝0.82)，而相比之下，在实施例1和实施例2中，几乎看不到浆量的变化(变化率B/A＝0.99或1.02)。即，在实施例1和实施例2中，与比较例相比，分取浆的流量是很稳定的。根据这样的结果，可以确认，由本发明的浆分取装置，可以从混合搅拌机中分取出具有稳定流量的石膏浆。
关于表面硬度的平均值和里面的粘接性，实施例1和实施例2显示了与比较例为大致相同的性能值。但是，关于表面的粘接性、表面硬度的标准偏差、芯部硬度的平均值和标准偏差，实施例1和实施例2显示了与比较例相比要更为优秀的性能值。这些性能值的提高可以认为是由于通过使用了本发明的浆分取装置，而可以从浆分取装置中分取出具有稳定密度和流量的石膏浆。
如图10的下栏所示，在实施例1和实施例2中，起泡剂和粘接助剂的单位消费量(相当于一张基准石膏板的添加量)显著降低。在实施例1中，起泡剂的单位消费量的降低(即，泡沫使用量的减少)被认为是由于混入有起泡剂的石膏浆在混合搅拌机和浆搅拌机内没有受到搅拌，由此，泡沫不会受到混合搅拌机和浆搅拌机的消泡·脱泡作用。在实施例2中，起泡剂的单位消费量的降低(泡沫使用量的减少)被认为是由于添加有起泡剂的石膏浆在混合搅拌机内没有受到搅拌，由此，泡沫不会受到混合搅拌机的消泡·脱泡作用。
以上，对本发明的理想实施形态和实施例进行了详细的说明。但是，本发明并不只限于上述实施形态和实施例，而是在专利的权利要求中所记载的本发明的范围内，可以有种种的变型或变更。
例如，在上述各实施形态和实施例中，相应于分取作业的有无，是将石膏浆分取装置的阀装置控制在全开位置和全闭位置的2个位置上的；但是，也可以将阀装置控制在全开位置和全闭位置之间的中间位置上，以便对浆送出管和卸料管部的压力差进行适当的可变控制。
又，对分取口的数量、位置、和开口方向、分取装置的数量和位置、阀装置的工作机构的构造等，也可以在本发明的范围内进行适当的设计变更。
进一步，作为分取装置，不一定要求从分取装置将分取浆供给到全部的浆搅拌机中；而是例如，也可以由本发明的浆分取装置，只对硬质侧缘用搅拌机供给分取浆，而对滚筒涂覆机用的浆搅拌机，则供给从混合搅拌机的外周壁的分取口中分取出的分取浆。
又，作为阀装置的驱动装置，可以使用电动式或电磁式的驱动装置。
依据本发明的石膏浆分取装置和分取方法，可以确实地对从混合搅拌机中分取出的石膏浆的密度进行管理，抑制分取浆的流量变动，同时，可以减少泡沫或起泡剂的使用量。
又，依据本发明的石膏板的制造方法，可以确实地对从混合搅拌机中分取出的石膏浆的密度进行管理，同时，抑制分取浆的流量变动。由此，可以防止粘接性的恶化和石膏板侧缘部的机械强度的降低等最终产品的质量降低，而且，可以减少泡沫或起泡剂的使用量。
权利要求
1.一种石膏浆分取装置，设置在石膏浆的混合搅拌机上，从该混合搅拌机中分取出所述的石膏浆，所述石膏浆的混合搅拌机在框体内的混练区域中对熟石膏和水进行混练，以调制石膏浆，然后，使该石膏浆从中空连结部连续地流出到卸料管部内，并经卸料管部的浆排出口将所述的石膏浆排出；其特征是以对上述中空连结部和/或卸料管部的石膏浆进行分取的方式，将与浆送出管之间流体连通的浆分取口配置在中空连结部和/或卸料管部上。
2.如权利要求1所述的石膏浆分取装置，其特征是具有可以使上述浆分取口开闭的阀装置。
3.如权利要求2所述的石膏浆分取装置，其特征是具有围绕着上述浆分取口和阀装置、且存在浆送出口的壳体；并且，上述浆送出管被连接在上述浆送出口上，并经该壳体的内部区域而与上述浆分取口之间流体连通。
4.如权利要求1至3的任何一项所述的石膏浆分取装置，其特征是将用于对石膏浆添加浆密度调整用的泡沫或起泡剂的泡沫供给口配置在上述中空连结部和/或卸料管部上。
5.如权利要求4所述的石膏浆分取装置，其特征是将上述泡沫供给口配置在上述浆分取口和上述浆排出口之间。
6.如权利要求5所述的石膏浆分取装置，其特征是将上述浆分取口和泡沫供给口都配置在上述卸料管部上；并且，在石膏浆的流动方向上，将上述浆分取口配置在上述泡沫供给口的上游侧。
7.如权利要求1至6的任何一项所述的石膏浆分取装置，其特征是将上述浆分取口配置在上述中空连结部和/或卸料管部的顶壁上。
8.如权利要求2或3所述的石膏浆分取装置，其特征是具有对上述阀装置进行开闭促动的驱动装置和驱动控制装置。
9.一种石膏浆的分取方法，它使用了在权利要求1至8的任何一项中所述的石膏浆分取装置，其特征是从上述分取口，将卸料管部和/或中空连结部的石膏浆的一部分由该石膏浆的流体压力而送出到上述浆送出管中。
10.一种石膏浆的分取方法，它使用了在权利要求1至8的任何一项中所述的石膏浆分取装置，其特征是从上述分取口，将限制了泡沫或起泡剂的混入量的石膏浆的一部分送出到上述浆送出管中。
11.一种石膏浆的分取方法，它使用了在权利要求2、3、或8所述的石膏浆分取装置，其特征是由上述阀装置的开闭动作，使上述浆送出管与上述卸料管部或中空连结部之间的流路定期地断开或开放，以防止在分取浆的流路上的浆的固化块的成长。
12.一种石膏浆的分取方法，它使用了在权利要求2、3、或8所述的石膏浆分取装置，其特征是由上述阀装置，对从上述分取口中分取出的浆的压力进行控制。
13.一种石膏板的制造方法，它使用了将熟石膏和水在混练区域中进行混练、以调制石膏浆的混合搅拌机、和对石膏浆进行分取、并供给到浆送出管中的石膏浆分取装置，其特征是，该石膏板的制造方法具有下述工序浆调制工序，在该工序中，将熟石膏和水供给到上述混合搅拌机内，在该混合搅拌机中进行混练，以调制石膏浆，然后，使石膏浆从中空连结部流出到卸料管部中；浆分取工序，在该工序中，在上述卸料管部和/或中空连结部中，对从上述混练区域流出的石膏浆的一部分作为分取浆进行分取，并将该分取浆从上述浆送出管供给到石膏板原纸的侧缘部分和/或滚筒涂覆机上；浆排出工序，在该工序中，经卸料管部的浆排出口，将被分取了上述分取浆后的上述石膏浆的剩余部分排出到石膏板用原纸的中央部上，由所述的分取浆而形成所述的石膏板的侧缘部的芯部、和/或芯部和石膏板用原纸之间的界面部分。
14.如权利要求13所述的石膏板的制造方法，其特征是在被分取了上述分取浆后的上述石膏浆的剩余部分中，混入用于调整浆密度的泡沫或起泡剂。
15.如权利要求13或14所述的石膏板的制造方法，其特征是还具有由浆搅拌机对上述分取浆进行搅拌的分取浆搅拌工序。
16.如权利要求13所述的石膏板的制造方法，其特征是上述石膏浆分取装置是在权利要求1至8的任何一项中所述的石膏浆分取装置。
全文摘要
本发明提供一种石膏浆分取装置和分取方法，由它们可以确实地对从混合搅拌机中分取出的石膏浆(分取浆)的密度进行管理，抑制分取浆的流量变动，同时，可以减少泡沫或起泡剂的使用量。由分取装置(30)，从对熟石膏和水进行混练的混合搅拌机(4)中分取出石膏浆。混合搅拌机具有使石膏浆从混合搅拌机内的混练区域流出到卸料管部(5)中的中空连结部(50)、和使流入的石膏浆经浆排出口而排出到石膏板原纸上的卸料管部(5)。分取装置具有向着卸料管部或中空连结部开口的浆分取口(33)，并将卸料管部或中空连结部内的石膏浆的一部分送出到浆送出管(11、13、19)中。
文档编号B28B19/00GK1675040SQ0381869
公开日2005年9月28日 申请日期2003年9月12日 优先权日2002年9月20日
发明者山路幸雄, 金子忍 申请人:吉野石膏株式会社