混合撹拌機、混合撹拌方法及び石膏ボード製造方法
本発明は、泡を均一に混合した大流量のスラリーを安定供給することができ、スラリーに供給すべき泡量を低減することができる混合撹拌機及び混合撹拌方法を提供する。混合撹拌機（１０）は、筐体（２０）、回転盤（３２）、スラリー排出口（４５）、スラリー給送管（４６）及び中空連結部（４７）を備える。泡供給口（４１）が、円環壁又は中空連結部の所定位置に配置され、スラリー排出口に流入する直前のスラリー又は中空連結部のスラリーに泡を供給する。スラリー及び泡は、スラリー排出口又はその下流側で混合する。泡は、混合撹拌機の撹拌衝撃を実質的に受けず、消失する泡の量は、低減する。泡は、スラリー流量を増大したときであってもスラリーに均一に混合するので、石膏ボードの製造速度を高速にすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、スラリー連続流し込み成型法の石膏ボード製造工程に使用される混合撹拌機（Ｍｉｘｅｒ）、混合撹拌方法及び石膏ボード製造方法に関するものである。
【背景技術】
石膏ボードは、防耐火性、遮音性、施工性及び経済性等の優位性から建築用内装材として多彩な建築物に広く使用されており、石膏を主体とする芯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、
ｉ）焼石膏、接着助剤、硬化促進剤、軽量化を図るための泡、混和材、添加剤等、及び水を混合撹拌機で混練し、焼石膏スラリー（以下、単に「スラリー」という）を調製する工程、
ｉｉ）混合撹拌機で調製したスラリー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工程、
ｉｉｉ）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工程を含む。
スラリーを調整するための混合撹拌機として、通常は、薄型の円形混合撹拌機が使用される。この形式の混合撹拌機は、偏平な円形筺体と、筐体内に回転可能に配置された回転盤とを有する。筐体の上板の中心領域には、複数の混練成分供給口が配設され、筐体外周部には、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。回転盤には、回転盤を回転させる回転軸が連結される。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）を備える。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、ピン型混合撹拌機と呼ばれており、例えば、米国特許（ＵＳＰ）第３，４５９，６２０号明細書に開示されている。
混合撹拌機内には、石膏ボードの比重を調整するための泡が供給される。泡を適正にスラリーに混合することは、殊に軽量石膏ボードの製造方法において重要視されてきた事情がある。スラリーに対する効果的な泡の混合を意図した技術として、以下の先行技術が挙げられる。
（１）特開平０８−２５３４２号公報「混合撹拌機及び混合撹拌方法」
（２）特表平１１−５０１００２号公報「発泡石膏製品を製造する方法」
（３）米国特許第６，４９４，６０９号公報「スラリー混合撹拌機排出口（Ｓｌｕｒｒｙ Ｍｉｘｅｒ Ｏｕｔｌｅｔ）」
また、比較的大寸法且つ強固な石膏硬化物（粕）が混合撹拌機から石膏ボード原紙上に供給されることがある。これに起因して石膏ボード製造装置の連続運転が中断するのを回避するための技術として、次の先行技術が挙げられる。
（４）特開２０００−６１３７号公報「混合撹拌機及び該混合撹拌機を用いた石膏ボードの製造方法」
（１）上記特開平０８−２５３４２号公報には、比重差の大きい異種の石膏スラリーを単独の混合撹拌機によって石膏ボード原紙上等に供給可能にする混合撹拌機及び混合撹拌方法が開示されている。特開平０８−２５３４２号に記載された混合撹拌機は、上板外周部から回転盤に近接するレベルまで垂下した境界壁を有し、境界壁は、混合撹拌機内を２つの領域（外周領域及び内方領域）に区画する。石膏ボードコア用スラリー（低比重スラリー）の容積を調整するための泡を供給する泡供給部が、筐体上板の外周領域に配置される。複数のスラリー分取口が、泡供給部の回転方向上流側において筐体の円環壁、或いは、筐体下板の外周領域に配置される。また、スラリー排出口が、泡供給部の回転方向下流側において円環壁、或いは、下板の外周領域に配置される。スラリー分取口及びスラリー排出口は、泡混入量が異なるスラリーを機外に夫々送出することができ、従って、比重が相違する異種スラリーを石膏ボード製造装置の所定部分に夫々供給することができる。特開平０８−２５３４２号公報は又、中空連結部を介してスラリー排出口に連結したスラリー給送管（「垂直シュート」又は「キャニスター」ともいう。）の上端部に第２泡供給部（供給管）を配置し、スラリー給送管内のスラリー（コア用スラリー）に泡を供給する構成を開示している。このような装置構成によれば、比重の異なる異種スラリーを単一の混合撹拌機によって更に効率的に調製し、泡剤使用量を削減することができる。
この構成の混合撹拌機によれば、石膏ボードの製造速度（生産速度）を比較的低速に設定し、スラリー流量を増大しない限り、泡を均一に混合した非常に良質のスラリーを石膏ボード原紙上等に供給することが可能となる。しかしながら、石膏ボード製造速度を高速化し、スラリー流量を増大すると、泡とスラリーとが均一に混合しない現象が生じると判明した。即ち、上記特開平０８−２５３４２号公報の混合撹拌機では、石膏ボード製造速度を高速化すると、泡及びスラリーの良好な混合状態が得られず、例えば、石膏ボードのコア（芯）と、コアを被覆する石膏ボード用原紙との界面に大きな気泡が抱き込まれる現象（所謂「ふくれ」と呼ばれる不良）が発生し易い。これは、米国特許第６，４９４，６０９号公報に記載された如く、スラリー給送管内における渦の効果、遠心作用及び比重差によってスラリー及び泡の分離現象がスラリー給送管内で発生することに起因すると考えられる。
（２）特表平１１−５０１００２号公報には、スラリー容積調整用の水性泡沫の注入箇所を適切に位置決めし、混合撹拌時の泡沫の破壊を最少化する混合撹拌機の構造が開示されている。この混合撹拌機では、泡沫注入部が、例えば、焼石膏供給口よりもスラリー排出口に相対的に近い位置において上板又は環状周辺壁に配置され、或いは、スラリー排出口に接続したスラリー排出管に配置される。また、特表平１１−５０１００２号公報の混合撹拌機は、スラリー排出口とは別の出口からエッジ用スラリーを分取する構成を備えており、上記特開平０８−２５３４２号に開示された混合撹拌機と同様、スラリー容積調整用の泡をコア用スラリーだけに供給することができる。
しかし、特表平１１−５０１００２号公報の混合撹拌機は、スラリー給送管に相当する構造を備えておらず、コア用スラリーは、排出管から直に石膏ボード原紙上に吐出される。即ち、特表平１１−５０１００２号公報の混合撹拌機は、混合撹拌機の円環壁に取付けた排出管を介して混合撹拌機内のスラリーを直ちにボード原紙上に吐出する構造を備える。このため、排出管又はその近傍の泡供給口から供給した泡は、スラリー流量の増大時にスラリーに十分に混入し且つ分散することができない。従って、この構成の混合撹拌機は、石膏ボード製造速度の高速化に適応し難い。
（３）米国特許第６，４９４，６０９号公報に開示された遠心混合撹拌機は、接線方向出口を円環壁に備えており、混合撹拌機の混練領域に開口した接線方向出口と連通する細長いスラリー導管が混合撹拌機に接続される。導管は、石膏ボード成形領域にスラリーを吐出可能な吐出口を備える。背圧を形成する絞りが導管に設けられ、混合撹拌機内のスラリー充満状態が背圧により維持される。減圧器（レジューサ）が導管の吐出口に設けられ、スラリーの吐出圧力が減圧される。このような構成の混合撹拌機によれば、導管内を流動するスラリーは、混合撹拌機のスラリー排出口からスラリー吐出口までのスラリー給送経路において概ね層流状態で流動する。米国特許第６，４９４，６０９号公報の混合撹拌機は、次の点を考慮し、キャニスターの使用を要しない石膏スラリー用混合撹拌機を提供しようとするものである。
▲１▼キャニスター（上記「スラリー給送管」に対応する。）を備えた従来の混合撹拌機においてキャニスター内に渦が生じ、キャニスター内に空間が形成される。
▲２▼このような空間の形成により、石膏粕の硬化物がキャニスター内に生成し、これに起因したスラリー供給路の詰まりが発生する。
▲３▼キャニスター内における渦流の形成および遠心力の発生に伴い、スラリーがキャニスター内壁面に押付けられるのに対し、泡はキャニスター中心部に留まる傾向があることから、高密度な一部のスラリーが比較的低密度の泡と分離してしまう不都合が生じる（従って、泡とスラリーの均一な混合を図る観点からみると、キャニスターは、不利な作用をもたらす）。
米国特許第６，４９４，６０９号公報に開示された混合撹拌機では、スラリー導管中でスラリーを層流化し、この状態のスラリーに泡を混合するので、泡及びスラリーを均一に混合することができる。この点において、米国特許第６，４９４，６０９号公報の混合撹拌機は、石膏ボード製造速度の高速化に適応し得るかもしれない。しかしながら、石膏ボードの製造速度を増大し、スラリー導管のスラリー流量が増大すると、この構造の混合撹拌機においても、泡及びスラリーの不安定な混合状態が発生する。また、スラリーの層流化のために細長い導管を使用するので、スラリーが導管内に付着し、石膏の硬化物（粕）が管内に生成し易い。成長した硬化物（粕）は、いずれは、スラリーとともに石膏ボード用原紙上に流出する。このような硬化物（粕）は、ボード用原紙の紙切れの問題を生じさせ、石膏ボード製造工程を中断する必要を生じさせることから、石膏ボード製造装置の連続運転上の障害となる。従って、米国特許第６，４９４，６０９号公報に記載された如く、導管内におけるスラリーの付着及び硬化塊の成長を防止すべく、オペレーターが導管及び／又は吐出口を１５分程度の間隔で定期的に揉み解す作業が必要となる。
（４）特開２０００−６１３７号公報には、原紙切れの問題を生じさせる大寸法且つ強固な粕が混合撹拌機から機外に排出されるのを規制し、これにより、石膏ボード製造装置の連続運転を中断することなく、石膏ボードを安定生産可能にする混合撹拌機の構造が開示されている。混合撹拌機のスラリー排出口には、選別通し開口部を有するアタッチメントが配置される。選別通し開口部は、開口寸法に比して相対的に寸法が大きい強固な粕をフィルタリングし、このような粕が石膏ボード原紙上に供給されるのを防止する。なお、この混合撹拌機においては、粉体原料、液体（水）及び泡の各供給管は、混合撹拌機筐体の内方領域に位置する上板の部分に接続され、混合撹拌機内に投入された泡は、スラリーとともに混合撹拌機内で十分に撹拌、混合される。
上記特開２０００−６１３７号公報に記載された混合撹拌機は、混合撹拌機の内方領域において泡供給口を上板に配置した構成のものであることから、泡及びスラリーは、混合撹拌機による十分な撹拌作用を受け、泡及びスラリーの均一混合が図られる。しかしながら、この構成では、比較的多量の泡が強い撹拌作用を受けて破壊される結果を招くので、その破泡量に相当する分だけ泡剤を増量しなければならず、泡剤使用量が増大する。この傾向は、石膏ボードの製造速度が高速化するにつれて更に顕著になるので、製造コストを抑制する上で不都合が生じる。
従って、従来の混合撹拌機では、石膏ボード製造ラインを高速化すると、泡の均一な混合、大流量のスラリーの安定供給、そして、泡剤の使用量のいずれかに問題が生じていた。
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、スラリー連続流し込み成型法の石膏ボード製造ラインの高速化に適応し、泡を均一に混合した大流量のスラリーを安定供給することができ、しかも、スラリーに供給すべき泡の使用量を低減することができる石膏ボード製造用の混合撹拌機及び混合撹拌方法を提供することにある。
本発明は又、泡剤使用量を低減するとともに、製造速度を高速化し、生産性を向上することができるスラリー連続流し込み成型法の石膏ボード製造方法を提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明は、外周に円環壁を備えた扁平且つ円形の筐体と、
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、
前記筐体内で混練された石膏スラリーを筐体外へ排出するために、前記円環壁に開口したスラリー排出口と、
一方の開口端が前記スラリー排出口に接続し、他方の開口端が実質的に垂直円筒状のスラリー給送管に連結した中空連結部と、
石膏スラリーに泡を供給する泡供給口とを有し、
前記泡供給口は、前記スラリー排出口に流入する直前の石膏スラリーに泡を供給するようにスラリー排出口の回転方向上流側の円環壁に設けられ、又は、前記中空連結部に流入した石膏スラリーに泡を供給するように該中空連結部に設けられたことを特徴とする混合撹拌機を提供する。
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。安定した比重を得る前提として、泡を均一にスラリーに混入する必要がある。本発明によれば、泡供給口は、混合撹拌機の回転盤の回転方向においてスラリー排出口の上流側（回転方向後方）で円環壁に開口し、又は中空連結部に開口する。泡供給口は、スラリー排出口の開口の直前において円環壁の壁面からスラリーに泡を供給し、或いは、中空連結部のスラリーに泡を供給する。泡は、従来は、混合撹拌機の上面（上板）から供給されていたが、本発明では、泡は、このように混合撹拌機の周壁又は中空連結部から供給され、スラリーと混合し、更に、その下流側に位置するスラリー給送管で混合する。これにより、スラリー流量を増大した状態で泡をスラリーに均一に混合することができる。しかも、泡は、混合撹拌機の撹拌衝撃を実質的に受けず、消失する泡の量は低減するので、泡剤の使用量をかなり削減することができる。かくして、混合撹拌機は、石膏ボード製造速度の高速化によりスラリー流量が増大した場合であっても、均一に泡を混入したスラリーを連続的に石膏ボード製造装置の所定領域、所定部位又は所定機器等に連続供給することができる。このような混合撹拌機は、スラリー流量を１ｍ３／分以上に増大した状態であっても、泡をスラリーに均一に混合することができる。
好ましくは、スラリー給送管の管内領域が円形横断面を有し、中空連結部は、スラリー給送管の管内領域の中心軸線に対して偏心した位置に連結し、スラリーは、管内領域で回転流動する。このような構成によれば、泡は、混合撹拌機の撹拌衝撃の作用による泡消失の効果を実質的に受けずにスラリーに混入し、スラリー及び泡は、中空連結部内を流動する間に整流され、スラリー給送管内に流入する。中空連結部を偏心した位置に連結することによって、スラリー及び泡の回転流又は旋回流が、スラリー給送管内に発生する。スラリー及び泡は、スラリー給送管内を重力で流下しながら、回転流動し、比重差による泡とスラリーの分離は、抑制され、逆に、スラリー及び泡は、回転流動によって均一に混合する。好ましくは、中空連結部は、スラリーを管内領域に接線方向に流入させ、管内領域のスラリーを回転盤の回転方向と逆の方向又は同じ方向に回転流動させる。管内領域のスラリーの回転方向は、回転盤の回転方向とは逆の方向であることが望ましい。なお、スラリー給送管は、通常は、石膏ボード生産ライン上を搬送される石膏ボード用原紙（下紙）の上に石膏スラリーを堆積させるように設計され、スラリーを連続的に下紙上に放出する。所望により、螺旋状の案内板又は絞りがスラリー給送管内に配設される。
好適には、中空連結部は、石膏スラリーを円環壁の接線方向に中空連結部に流入させる。
更に好適には、中空連結部は、スラリー流路を中空連結部内に形成する回転方向上流側及び下流側の壁面（４７ａ，４７ｂ）を有し、回転方向上流側の壁面（４７ａ）は、筐体の法線（Ｇ）に対して９０〜１２０°の角度に配置される。所望により、上流側及び下流側の壁面（４７ａ，４７ｂ）は、平行に配置される。更に好適には、回転方向下流側の壁面（４７ｂ）は、円環壁の内周面に対して鋭角に配置され、中空連結部のスラリー流路に流入したスラリーが混練領域の外周帯域（スラリー滞留帯域）に逆流又は還流するのを阻止する。
他の好適な構成として、泡供給口は、スラリー排出口に流入する直前のスラリーに泡を供給するように、スラリー排出口の近傍に配置される。混合手段の一種として、スラリー排出口を通過するスラリーに剪断力を与える複数の羽根が設けられ、羽根は、複数のスリットをスラリー排出口に形成する。好ましくは、水平又は垂直な厚さ１〜５ｍｍ（ｔ）の羽根が、等間隔に配置され、スリットを形成する。スリットの羽根間流路寸法（ｈ，ｗ）は、４〜１５ｍｍに設定される。混練領域に供給された混練成分は、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、スラリーは、実質的に混合が完了した状態で混練領域の外周帯域に達する。泡供給口から混合撹拌機内のスラリーに供給された泡は、混合撹拌機の遠心力を受けてスラリーと一緒にスリットを通過する。即ち、泡はスラリー調製の最終段階で外周帯域のスラリーに供給され、スラリー及び泡は、スリットを通過する際に強い剪断力を受け、混合する。スラリー排出口におけるスラリー及び泡の混合の結果、スラリー供給管内では、比重差による泡とスラリーの分離が抑制され、むしろ、スラリー及び泡の混合がスラリー給送管内で更に促進する。なお、スラリー排出口の開口寸法及び形状は、通常は、幅１００〜５００ｍｍ、高さ５０〜１００ｍｍの方形に設計される。しかしながら、スラリー排出口の数及び形状は、適当に設定することができ、例えば、複数のスラリー排出口を円環壁に配設しても良い。同様に、泡供給口の数及び形状は、適当に設定することができ、例えば、複数の泡供給口を円環壁に配設しても良い。
所望により、羽根（ベーン）及びスリットを備えたアタッチメント、或いは、羽根、スリット及び泡供給口を一体化したアタッチメントが円環壁に着脱可能に取付けられる。望ましくは、スラリー排出口、中空連結部及びスラリー給送管を一体化したアタッチメントが予め用意され、アタッチメントは、円環壁に着脱可能に取付けられる。このようなアタッチメントの使用により、スラリー排出口の清掃又は交換等のメンテナンス時にアタッチメントを取外し又は交換したり、或いは、製造条件変更時や、石膏ボード品種切換時等に他の設計のアタッチメントに交換する必要が生じたときに、アタッチメントを交換し、スラリー排出口の寸法、形状や、泡供給口の位置又は有無等が相違する異種設計のアタッチメントを混合撹拌機に簡単に取付けることができる。
本発明は又、外周に円環壁を備えた扁平且つ円形の筐体と、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、前記筐体内で混練された石膏スラリーを筐体外へ排出するために、前記円環壁に開口したスラリー排出口と、一方の開口端がスラリー排出口に接続し、他方の開口端が実質的に垂直円筒状のスラリー給送管に連結した中空連結部と、石膏スラリーに泡を供給する泡供給口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、
前記筐体内に供給された粉体及び液体を前記回転盤の回転によって前記筐体内の混練領域で混練して石膏スラリーを調製し、該石膏スラリーを前記スラリー排出口から中空連結部に流出させる第１混合工程と、
前記スラリー排出口に流入する直前の石膏スラリーに泡を供給するように前記泡供給口をスラリー排出口の回転方向上流側の円環壁に配置し、又は、前記中空連結部の石膏スラリーに泡を供給するように前記泡供給口を中空連結部に配置し、この泡供給口から石膏スラリーに泡を供給するとともに、前記スラリー排出口又はその下流側でスラリー及び泡に剪断力を与え、スラリー及び泡を混合する第２混合工程とを有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。
本発明の混合撹拌方法は、混練領域のスラリー調製工程（第１混合工程）と、スラリーに対する泡の供給・混合の工程（第２混合工程）とから構成される。泡は、混練領域の外周帯域からスラリー排出口を経てスラリー給送管に至るスラリーの経路でスラリーに供給され、スラリーは、泡の供給直後に剪断力を受け、泡と混合する。泡は、混合撹拌機の撹拌衝撃による泡消失の影響を実質的に受けずに、スラリーに混入し、スラリー排出口又はその下流側で混合する。従って、必要な泡剤使用量を大きく低減することができる。しかも、泡は、第２混合工程でスラリーに均一に混合するので、スラリー流量を増大することができる。
好適には、泡は、スラリー排出口から流出する直前又は直後の石膏スラリーに供給される。円形横断面を有するスラリー給送管の管内領域と偏心したスラリー及び泡の流動体が、管内領域に接線方向に流入し、スラリー及び泡は、管内領域で回転流動する。スラリー及び泡は、回転流動時にスラリーに作用する剪断力によって混合する。
他の好適な構成として、複数のスリットを形成する複数の羽根がスラリー排出口に配置され、スリットを通過する直前のスラリーに泡が供給され、スラリー及び泡は、スリット通過時にスラリーに作用する剪断力によって混合する。
これらの混合過程を同時に用いても良く、この場合、スラリー及び泡は、スリット通過時にスラリーに作用する剪断力によって混合するとともに、回転流動時にスラリーに作用する剪断力によって更に混合する。
本発明は、上記構成の混合撹拌機を使用し、厚さ９．５ｍｍ、幅９１０ｍｍの石膏ボード（ＪＩＳ Ａ６９０１）を１１０ｍ／分以上の製造速度で製造することを特徴とする石膏ボードの製造方法を提供する。この製造速度は、厚さ１２．５ｍｍ、幅９１０ｍｍ（ＪＩＳ Ａ６９０１）の石膏ボードの製造工程においては、約８５ｍ／分以上の製造速度に相当する。
本発明は又、上記構成の混合撹拌機を使用し、１ｍ３／分以上の流量の石膏スラリーを成型手段通過時の石膏ボード原紙の間に供給することを特徴とする石膏ボードの製造方法を提供する。
本発明の石膏ボードの製造方法によれば、軽量石膏ボードの生産性を大きく向上することができ、軽量石膏ボードの製造において殊に顕著且つ有益な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
図１は、石膏ボードの成型工程を概略的に示す工程説明図である。
図２及び図３は、本発明の第１実施形態を示す混合撹拌機の平面図及び斜視図であり、図４、図５及び図６は、混合撹拌機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。
図７は、混練領域、中空連結部及びスラリー給送管の構成を幾何学的に示す概略平面図である。
図８は、本発明の第２実施形態を示す混合撹拌機の横断面図及び部分拡大横断面図であり、図９は、混練領域、中空連結部及びスラリー給送管の構成を幾何学的に示す概略平面図である。
図１０は、アタッチメントの構造を示す斜視図及び部分拡大縦断面図である。
図１１は、図１０に示すアタッチメントの変形例を示す斜視図及び部分拡大横断面図である。
図１２は、ガイド部材の各種変形例を示すアタッチメントの部分拡大断面図である。
図１３は、泡供給管、中空連結部及びスラリー給送管を一体化したアタッチメントを示す斜視図であり、図１４は、図１３に示すアタッチメントの取付け状態を示す斜視図である。
図１５は、アタッチメントの横断面図であり、図１６は、アタッチメントの本体部分の構造を示す正面図、横断面図及び背面図である。
図１７及び図１８は、本発明の第３実施形態を示す混合撹拌機の平面図及び斜視図であり、図１９及び図２０は、図１７及び図１８に示す混合撹拌機の内部構造を示す横断面図及び部分破断斜視図である。
図２１は、泡供給管、中空連結部及びスラリー給送管を一体化したアタッチメントを示す斜視図及び部分拡大縦断面図である。
図２２は、混練領域、中空連結部及びスラリー給送管の構成を幾何学的に示す概略平面図である。
図２３は、アタッチメントの構造を示す横断面図、側面図及び斜視図である。
図２４は、アタッチメントの構造の変形例を示す横断面図及び側面図である。
図２５は、アタッチメントの構造の他の変形例を示す正面図、横断面図及び背面図である
図２６は、図１７〜図２２に示す混合撹拌機の変形例を幾何学的に示す概略平面図である。
図２７は、スラリー中の泡の混ざり具合、泡剤の使用量および石膏ボードの製造速度に関する実施例１〜６及び比較例１〜５の試験結果を示す図表である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
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。
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。混合撹拌機（Ｍｉｘｅｒ）１０が、搬送ラインと関連する所定位置、例えば、搬送ラインの上方に配置される。粉体（焼石膏、接着助剤、硬化促進剤、添加剤、混和材等）、泡及び液体（水）が混合撹拌機１０に供給される。混合撹拌機１０は、これらの原料を混練し、管路１２（１２ａ、１２ｂ）、１４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。管路１４は、下紙１の幅方向中央領域にスラリー３を吐出するように位置決めされる。管路１２ａ、１２ｂは、下紙１の幅方向両端部分（エッジ領域）にスラリー３を夫々吐出するように配管される。
下紙１は、スラリー３とともに移送され、一対の成型ローラ１８、１８に達する。上紙２が、上位ローラ１８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層構造の連続的な積層体が成型ローラ１８、１８の下流側に形成される。この積層体は、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、１９に達する。なお、成型ローラ１８、１８に換えて、押出成型機（Ｅｘｔｒｕｄｅｒ）を用いた成形方法や、矩形開口部を有するゲートに積層体を通す成型方法など、種々の成型方法を用いることができる。
粗切断ローラ１９、１９は、連続的な積層体を所定長の板体に切断する。これにより、石膏を主体とする芯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。粗切断された積層体は更に、乾燥機に通され、強制乾燥される。乾燥後の積層体は、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。
図２〜図６には、本発明の混合撹拌機の第１実施形態が示されている。図２及び図３は、混合撹拌機１０の全体構成を示す平面図及び斜視図であり、図４、図５及び図６は、混合撹拌機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。
図２及び図３に示すように、混合撹拌機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。）を備える。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、粉体及び液体（水）を混練可能な混練領域を混合撹拌機１０内に形成する。上板２１の中心部には、円形開口部２５が形成される。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Ｒ）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。
混練すべき粉体成分を供給する粉体供給管１５が上板２１に接続される。混練用水を供給する給水管１６が上板２１に接続される。所望により、混合撹拌機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。
泡供給管４０が、円環壁２３に接続される。泡供給管４０の泡供給口４１が、円環壁２３の内周壁面に開口する。泡供給管４０は、スラリーの容積を調整するための泡を混合撹拌機１０内の混練成分に供給する。スラリー排出口４５が円環壁２３に形成される。スラリー排出口４５は、泡供給口４１の回転方向下流側に位置決めされる。スラリー排出口４５は、泡供給口４１の近傍で円環壁２３の内周面に開口する。
中空連結部４７の拡大開口端が、スラリー排出口４５の開口縁部に接続される。中空連結部４７は、円環壁２３の外方に延びる。中空連結部４７の縮小開口端がスラリー給送管４６の上端部に連結される。
スラリー給送管４６の反対側では、分取口４８ａ、４８ｂが円環壁２３に配設される。配管１２ａ、１２ｂが、分取口４８ａ、４８ｂに夫々連結される。分取口４８ａ、４８ｂは、所定の角度間隔αを隔てて配置される。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。
図４に示す如く、スラリー排出口４５は、回転方向Ｒの方向に分取口４８ａから所定の角度間隔βを隔てて円環壁２３に配置される。泡供給管４０は、角度βの角度範囲内で円環壁２３に接続される。泡供給口４１は、スラリー排出口４５の上流側に配置され、スラリー排出口４５に近接した位置に位置決めされる。泡供給管４０は、スラリー排出口４５から流出しようとするスラリーに対して、その直前に所定量の泡を供給する。
図７は、円環壁２３、スラリー給送管４６及び中空連結部４７の幾何学的構成を示す概略平面図である。図７には、回転円盤３２の中心軸線１０ｂから延びる法線Ｇ、Ｋが仮想線で示されている。
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、水平な頂壁４７ｃ（図３）および水平な底壁４７ｄによって形成される。垂直側壁４７ａは、混合撹拌機１０の法線Ｇに対して所定角度θ４をなして傾斜する。中空連結部４７は、垂直側壁４７ａの傾斜によって、混合撹拌機１０の混練領域１０ａに向かって拡開する。中空連結部４７は、混練領域１０ａのスラリーを概ね接線方向に受入れ、スラリー給送管４６に案内する。
スラリー排出口４５の回転方向上流側の縁部（垂直側壁５３）は、垂直側壁４７ａと連続し、スラリー排出口４５の回転方向下流側の縁部（垂直側壁５４）は、垂直側壁４７ｂと連続する。垂直側壁５３は、概ね円環壁２３の接線方向に配向され、垂直側壁５４及び垂直側壁４７ｂは、概ね直径方向に配向される。垂直側壁４７ａの延長線と法線Ｇとは、交点Ｆで交差し、交点Ｆの交差角度θ４（＝１８０°−γ＋θ２−θ１）は、９０〜１８０度の角度範囲内に設定される。好ましくは、角度θ４は、９０〜１０５度の範囲内に設定される。交差角度θ４は、９０度（直角）に好ましく設定することができ、この場合、垂直側壁４７ａは、円環壁２３の接線方向に延びる。
泡供給口４１の中心と垂直側壁５３の内端Ｊとの角度間隔θ２は、０〜９０度の範囲内に設定される。角度間隔θ２は、好ましくは、０〜３０度の範囲内、更に好ましくは、０〜１５度の範囲内に設定され、泡供給口４１は、垂直側壁５３に近接する。泡供給管４０は、法線Ｋに対して角度θ３をなして円環壁２３に接続される。角度θ３は、０〜９０度の角度範囲内、好ましくは、０〜６０度の角度範囲内、更に好ましくは、０〜３０度の角度範囲内に設定される。なお、本発明の目的を損なわない限り、例えば−３０〜０度の範囲内に角度θ３を設定し、回転方向Ｒの流体と対向するように泡供給口４１を向けた状態で、泡供給管４０を円環壁２３に接続しても良い。
図４〜図６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Ｒで示す方向（時計廻り方向）に回転する。
筐体２０の内部領域１０ａは、仮想の境界２６によって、内方領域と外周領域とに区分することができる。所望により、上板２１の下面から垂下する環状隔壁２６’（図５及び図６に仮想線で示す）を境界２６に沿って筐体２０内に設けても良い。この場合、環状隔壁２６’は、円環壁２３と実質的に同心に配置され、内部領域１０ａは、耐磨耗性リング２３ａの近傍に位置する外周領域と、筐体２０の半径方向内方に位置する内方領域とに明確に区画される。なお、耐磨耗性リング２３ａは、円環壁２３の内壁面に固定される。
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列の形態で、回転円盤３２上に配列される。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。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上にも又、複数のピン３６が垂直に固定される。
図５及び図６に示す如く、多数の上位ピン（静止ピン）２８が、上板２１に固定される。上位ピン（静止ピン）２８は、、内部領域１０ａ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内に供給された石膏ボードの原料を混合撹拌する。図４〜図６には、真円形断面のピン２８、３６、３８が示されているが、ピン２８、３６、３８は、特開２０００−２６２８８２号公報に記載される如く、多角形断面又は楕円形断面のピンであっても良い。
図８〜図１０には、本発明の混合撹拌機の第２実施形態が示されている。図８は、混合撹拌機１０の内部構造を示す横断面図及び部分拡大断面図であり、図９は、図８に示す円環壁２３、スラリー給送管４６及び中空連結部４７の幾何学的構成を示す概略平面図である。また、図１０（Ａ）は、スラリー排出口４５の構造を示す部分斜視図であり、図１０（Ｂ）は、スラリー排出口４５のスリット構造を示す拡大縦断面図である。
図８及び図１０に示す如く、アタッチメント５０がスラリー排出口４５の拡大開口端に着脱可能に取付けられる。アタッチメント５０は、複数の水平ガイド部材５１を備える。アタッチメント５０の取付け手段として、嵌合構造、接着、溶接、或いは、クランプ又はボルト等の締付け具又は係止具による固定、締付け又は係止などの慣用的な取付け手段を採用することができる。
中空連結部４７の拡大開口端（幅Ｗ、高さＨ）は、円環壁２３に接続され、中空連結部４７の縮小開口端は、スラリー給送管４６に接続される。中空連結部４７の側壁４７ａ、４７ｂ、頂壁４７ｃ及び底壁４７ｄは、スラリー給送管４６に向かって縮小する方形断面のスラリー流路をスラリー排出口４５及びスラリー給送管４６の間に形成する。
図１０（Ａ）に示す如く、水平ガイド部材５１は、スラリー排出口４５の全幅に亘って延びる。各ガイド部材５１の両端部は、アタッチメント５０の左右の縦枠（垂直側壁５３、５４）に固定される。ガイド部材５１は、等間隔（間隔Ｐ）に配列される。
ガイド部材５１は、図１０（Ｂ）に示すように、方形断面の金属製帯板又は樹脂製帯板からなる。ガイド部材５１の断面寸法は、厚さｔ＝１〜５ｍｍ、奥行Ｄ＝５〜５０ｍｍ（好ましくは、奥行Ｄ＝１０〜２０ｍｍ）に設定される。ガイド部材５１は、周方向に延びる複数の水平羽根をスラリー排出口４５に形成する。ガイド部材５１の間には、高さｈ（ｈ＝Ｐ−ｔ）、幅ｗ（ｗ＝Ｗ−アタッチメントの縦枠の幅）、奥行ｄ（ｄ＝Ｄ）の水平スリット５２がスラリー流路として形成される。高さｈは、４〜１５ｍｍの範囲内に設定される。
スラリー排出口４５は、ガイド部材５１によって複数のスリット５２に分割される。混合撹拌機１０の混練領域１０ａは、各スリット５２を介して中空連結部４７内のスラリー流路４７ｅと連通する。
好ましくは、各ガイド部材５１の端部を嵌込み可能な複数の溝（図示せず）が、左右の縦枠（垂直側壁５３、５４）に上下方向に所定間隔を隔てて整列配置される。このようなアタッチメント５０によれば、運転条件又はスラリー配合の変更等に伴ってスリット寸法等を変更する必要が生じた場合、ガイド部材５１及びアタッチメント５０を適切な組合せ又は組付け状態のものに変更し、スリット寸法を最適化することができる。また、このような構造のアタッチメント５０の採用により、ガイド部材５１のみを新規なものに適宜交換し、或いは、適切な形状又は材質のガイド部材５１に適宜交換することができる。他の手段として、多種のスリット寸法又はスリット形状を備えた多種のアタッチメント５０を予め用意し、運転条件又はスラリー配合の変更等に応じてアタッチメント５０全体を交換するようにしても良い。
次に、第１及び第２実施形態に関し、混合撹拌機１０の作動を説明する。
回転駆動装置の作動により、回転円盤３２は、矢印Ｒ方向に回転駆動されるとともに、混合撹拌機１０で混練すべき成分（粉体）及び混練用水が、粉体供給管１５及び給水管１６を介して混合撹拌機１０内に供給される。混練成分及び給水は、混合撹拌機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上を径方向外方に移動し、境界２６を超えて外周領域に移動する。歯形部３７上のピン３６は、耐磨耗性リング２３ａの内周面に付着したスラリーを掻き落とし、或いは、削り落とす。
混練領域１０ａに生成したスラリーは、歯形部３７によって外方且つ回転方向前方に押圧され、スラリー排出口４５から中空連結部４７に流出する。スラリーは更に、中空連結部４７からスラリー給送管４６内に流入する。泡供給管４０の泡供給口４１は、スラリー排出口４５から流出する直前のスラリーに所要量の泡を供給し、泡は、外周領域の混練成分に混入する。
第１実施形態（図２〜図７）の混合撹拌機１０において、泡供給口４１は、スラリー排出口４５から流出する直前のスラリーに泡を外周面から供給する。スラリー流量を増大した状態であっても、泡は、スラリーに均一に混合する。泡は、混合撹拌機の撹拌衝撃を実質的に受けず、消失する泡の量は低減する。
第２実施形態（図８〜図１０）の混合撹拌機１０（ガイド部材５１を備える）においては、スラリーは、泡の供給を受けた直後に速やかにスリット５２内に流入する。混合撹拌機１０の遠心力によってスリット５２に流入したスラリー及び泡は、ガイド部材５１の表面に沿って流動する際に、強い剪断力を受け、混合する。
泡を混入したスラリーは、中空連結部４７を介してスラリー給送管４６に流入し、スラリー給送管４６内で回転力及び剪断力を受け、更に均一に混合した後、管路１４（図１）を介して、下紙１の幅方向中央領域に吐出する。スラリー給送管４６は、機外撹拌領域を構成する。
外周領域のスラリーは又、泡供給口４１及び中空連結部４７の上流（回転方向後方）に配置された分取口４８ａ、４８ｂを介して、配管１２ａ、１２ｂに流入する。配管１２ａ、１２ｂのスラリーは、下紙１（図１）のエッジ領域に吐出する。分取口４８付近のスラリーは、泡供給口４１に達する前のスラリー、即ち、泡が供給される前のスラリーである。従って、分取口４８を介してエッジ領域に給送されるスラリーは、比較的比重が高い。
混合撹拌機１０は、スラリー給送管４６及び管路１４を介して比較的低比重のスラリーを下紙１の中央領域に供給し、分取口４８及び管路１２を介して比較的高比重のスラリーを下紙１の各エッジ領域に供給する。このような混合撹拌機１０によれば、単独の混合撹拌機によって低比重のスラリー及び高比重のスラリーをそれぞれ調製し、石膏ボード生産ラインの所望の部位に各比重のスラリーをそれぞれ供給することができる。所望の部位としては、石膏ボード原紙に予め高比重のスラリーを塗布し、被膜を形成するためのロールコータや、石膏ボード原紙のエッジ領域に供給されるスラリーに水や各種添加剤を配合混合するための副ミキサー等、当業者に周知の各種のものが例示される。石膏ボード生産ライン（図１）によって乾燥機に搬送される石膏ボード原材料は、比較的軽比重のスラリーを中央領域に含み、比較的重比重のスラリーをエッジ領域に含む。このような石膏ボード原材料は、搬送ライン下流側の乾燥機において均一に乾燥される。
本発明者は、次の運転状態を比較した。
（１）混合撹拌機１０の中央領域のスラリーにだけ泡を混入し、硬化後の石膏ボードのボードコアの比重を０．６５〜０．７０ｇ／ｃｍ３に設定した運転状態
（２）本発明に従って、泡供給管４０の泡供給口４１からスラリーに泡を投入し、同じく、硬化後の石膏ボードのボードコアの比重を０．６５〜０．７０ｇ／ｃｍ３に設定した運転状態
泡供給口４１から泡を投入した後者の運転状態（本発明）では、泡剤使用量を約３５％削減することが可能であった。
図１１（Ａ）は、図１０に示すアタッチメントの変形例を示す混合撹拌機の部分斜視図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示すスラリー排出口４５のスリット構造を示す拡大横断面図である。
図１１に示す実施形態では、アタッチメント５０は、円環壁２３の内周壁面に沿って等間隔（間隔Ｐ）に配置された複数の垂直ガイド部材５１を備える。各ガイド部材５１の上端部は、アタッチメント５０の上枠に固定され、各ガイド部材５１の下端部は、アタッチメント５０の下枠に固定される。ガイド部材５１は、多数の垂直羽根を形成し、羽根間流路寸法ｗの垂直スリット５２が、スラリー排出口４５に形成される。各スリット５２は、各ガイド部材５１の間隔Ｐ及び奥行Ｄに相応する流路断面及び流路長のスラリー流路（幅ｗ、高さｈ、奥行ｄ）を形成する。かくして、スラリー排出口４５は、ガイド部材５１により、複数のスリット５２に分割され、混合撹拌機１０の混練領域１０ａは、各スリット５２を介して中空連結部４７のスラリー流路４７ｅと連通する。
図１２は、ガイド部材５１の各種変形例を示すアタッチメントの部分拡大断面図である。
図１２に示す如く、ガイド部材５１は、スラリーを円滑に流出するように回転方向Ｒの方向に傾斜しても良い（図１２（Ａ））。ガイド部材５１の断面は、必ずしも方形断面に限定されず、例えば、スラリー流出方向に縮小する断面（図１２（Ｂ）、図１２（Ｄ））、或いは、スラリーの流動形態に相応して湾曲した弧状断面（図１２（Ｃ））に成形しても良い。また、図１２（Ｅ）に示す如く、回転軸５１ａを中心にガイド部材５１を回動可能にアタッチメント５０の枠体に支持しても良い。この場合、角度調節機構（図示せず）によって、回転方向Ｒ又は水平面に対する各ガイド部材５１の傾斜角度ηを可変設定することができる。傾斜角度ηの調節により、スラリーに対する羽根の作用を調節し、スラリーに作用する剪断力を調節することができる。
図１３は、泡供給管４０、泡供給口４１、中空連結部４７及びスラリー給送管４６を一体化したアタッチメント５０を示す斜視図であり、図１４は、図１３に示すアタッチメント５０を混合撹拌機１０の円環壁２３に取付けた状態を示す斜視図である。また、図１５は、図１３及び図１４に示すアタッチメントの本体部分５７及びブラケット６０の構造を示す横断面図であり、図１６は、本体部分５７の構造を示す正面図、横断面図及び背面図である。
図１３〜図１６に示すアタッチメント５０は、泡供給口４１、スラリー排出口４５及びスリット５２を備えた本体部分５７と、本体部分５７を円環壁２３に取付けるための弧状ブラケット６０とを備える。図１３に示すように、本体部分５７及びブラケット６０は、一体的に連結される。ブラケット６０には、スラリー排出口４５と整合する開口部６１が形成される。本体部分５７は、比較的厚い弧状の板材からなり、法線Ｇ（図１５、１６）に対して角度θ４の方向に延びる垂直側壁５３と、垂直側壁５３と同様な方向に傾斜した垂直側壁５４とを有する。これらの垂直側壁５３、５４、水平頂壁５５及び水平底壁５６（図１６）は、スラリー排出口４５を本体部分５７の中央部に形成する。複数の水平ガイド部材（水平羽根）５１が、垂直側壁５３、５４に支持され、複数の水平スリット５２が、スラリー排出口４５に形成される。図１６に示すように、ボルト孔５９が、本体部分５７の両端部に穿設され、本体部分５７は、図１５に示す如く、ブラケット６０を貫通してボルト孔５９に螺入するボルト６２によって、ブラケット６０に固定される。
図１３に示すように、中空連結部４７の拡大開口端がブラケット６０に一体的に連結され、中空連結部４７の縮小開口端がスラリー給送管４６の上端部に一体的に連結される。このように一体化した本体部分５７、ブラケット６０、中空連結部４７及びスラリー給送管４６によって、円環壁２３の開口部４９に嵌込み可能な一体構造のアタッチメント５０が形成される。
本体部分５７には、泡供給口４１が形成される。泡供給管４０の先端部がブラケット６０を貫通し、泡供給口４１に連結される。泡供給口４１は、垂直側壁５３の縁５３ａ（図１５）に近接した位置に配置される。
図１３及び図１４に示すように、アタッチメント５０は、開口部４９に取付けられ、ボルト６３によって円環壁２３に固定される。これにより、中空連結部４７及びスラリー給送管４６を含む一連のスラリー供給系流路が混合撹拌機１０に形成される。
このようなアタッチメント５０によれば、アタッチメント５０をボルト６３により円環壁２３に固定することにより、一連のスラリー供給系流路を混合撹拌機１０に形成することができる。ボルト６３を解放してアタッチメント５０を円環壁２３から取外すことにより、一連のスラリー供給系流路を一括して混合撹拌機１０から取外すことができる。これにより、アタッチメント５０の清掃又は補修、或いは、部品交換等の維持管理を容易に行うことができ、或いは、他の設計又は仕様の各部寸法、構造又は材質を有する別のアタッチメントにアタッチメント５０を比較的簡単に交換することができる。
図１７〜図２６には、本発明の混合撹拌機の第３実施形態が示されている。図１７及び図１８は、第３実施形態の混合撹拌機の構成を示す平面図及び斜視図であり、図１９、図２０及び図２１は、図１７及び図１８に示す混合撹拌機の内部構造を示す横断面図、縦断面図、部分破断斜視図及び部分拡大断面図である。図１７〜図２１において、図１〜図１６に示す構成要素と実質的に同じ構成要素については、同一の参照符号が付されている。
前述の各実施形態では、中空連結部４７は、円環壁２３に向かって拡開した構造を備えるが、本実施形態では、中空連結部４７は、概ね均等な断面を有し、円環壁２３の概ね接線方向に延びる。また、前述の実施形態では、スラリー排出口４５は、ガイド部材５１及びスリット５２を備えるが、本実施形態では、スラリー排出口４５は、スリット５２及びガイド部材５１を備えておらず、完全に開放している。
中空連結部４７の一端は、円環壁２３に接続され、中空連結部４７の他端は、スラリー給送管４６に接続される。中空連結部４７を形成する垂直側壁４７ａ、４７ｂ、水平頂壁４７ｃ及び水平底壁４７ｄは、均一な方形断面のスラリー流路４７ｅをスラリー排出口４５及びスラリー給送管４６の間に形成する。
図２１に示すように、スラリー排出口４５の上流側の縁は、垂直側壁４７ａと連続する垂直側壁５３を形成し、スラリー排出口４５の下流側の縁は、垂直側壁４７ｂと連続する垂直側壁５４を形成する。垂直側壁５４は、比較的鋭利な垂直縦枠５８を形成する。回転方向上流側に差し向けられた鋭角θ５の縦枠５８は、混練領域１０ａのスラリーをスラリー排出口４５内に案内するとともに、スラリー排出口４５内に流入したスラリーが破線（図２１（Ｃ））で示す如く混練領域１０ａに逆流又は還流するのを阻止する。このような縦枠５８の形態は、円環壁２３の内周壁のほぼ接線方向にスラリーを機外導出する上で重要である。
垂直側壁４７ａ、４７ｂ、５３、５４は、法線Ｇに対して所定角度θ４方向に延びる。角度θ４は、９０〜１８０度、好ましくは９０〜１０５度の範囲内に設定される。更に好ましくは、角度θ４は、９０度（直角）に設定され、垂直側壁４７ａは、円環壁２３の接線方向に延びる。スラリー排出口４５及び中空連結部４７は、混合撹拌機１０の混練領域１０ａに向かって開口し、混練領域１０ａのスラリーを円環壁２３の内周壁の概ね接線方向から受入れ、スラリー給送管４６に導出する。
図２２は、混練領域１０ａ、中空連結部４７及びスラリー給送管４６の幾何学的位置関係を示す概略平面図である。
混合撹拌機１０の混練領域１０ａは、回転円盤３２の回転中心１０ｂを中心とする半径ｒ１の真円形横断面を有する。スラリー給送管４６の管内領域４６ａは、垂直な中心軸線４６ｂを中心とした半径ｒ２の真円形横断面を有する。中空連結部４７は、スラリー給送管４６に対して片側（本例では円環壁２３の側）に偏心した状態で接続される。このため、スラリー流路４７ｅは、片側に偏心した位置で管内領域４６ａに開口する。
混練領域１０ａからスラリー流路４７ｅ内に流出するスラリーは、流路中心４７ｆを中心にスラリー流路４７ｅを流動し、円形横断面を有する管内領域４６ａにほぼ接線方向に流入する。管内領域４６ａに流入したスラリーには、管内領域４６ａ及びスラリー流路４７ｅの偏心により、旋回力又は回転力が与えられ、この結果、スラリーは、管内領域４６ａの内周壁面に沿って回転流動する。スラリーの旋回方向は、回転円盤３２の回転方向Ｒ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、混合・撹拌作用を受ける。
図２２には、スラリー流路４７ｅを全体的にスラリー給送管４６の片側半部に接続した状態が示されているが、スラリー流路４７ｅの一部がスラリー給送管４６の他方の側の半部に部分的に開口するようにスラリー流路４７ｅをスラリー給送管４６に接続しても良い。
泡供給口４１は、スラリー流路４７ｅに流出する直前のスラリーに泡を供給するようにスラリー排出口４５に近接して円環壁２３の内周壁面に開口する。変形例として、泡供給口４１は、図２２に破線で示すように、スラリー流路４７ｅ内のスラリーに泡を供給するように垂直側壁４７ａに開口しても良い。
次に、図１７〜図２２に示す混合撹拌機１０の作動について説明する。
回転駆動装置の作動により、回転円盤３２が矢印Ｒ方向に回転駆動されるとともに、混合撹拌機１０で混練すべき成分（粉体）及び混練用水が、粉体供給管１５及び給水管１６を介して混合撹拌機１０内に供給される。混練成分及び給水は、混合撹拌機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、境界２６を超えて外周領域に流動する。歯形部３７上のピン３６は、耐磨耗性リング２３ａの内周面に付着したスラリーを掻き落とし、或いは、削り落とす。
混練領域１０ａに生成したスラリーは、歯形部３７によって外方且つ回転方向前方に押圧され、概ね接線方向にスラリー排出口４５から流出し、中空連結部４７を介してスラリー給送管４６内に流入する。泡供給管４０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、所要量の泡を供給し、泡は、外周領域のスラリーに混入する。スラリーは、泡の供給を受けた直後に速やかにスラリー排出口４５から接線方向に中空連結部４７に流出する。スラリー及び泡は、実質的に均一な断面のスラリー流路４７ｅ内で整流され、層流状態のスラリー流として、スラリー流路４７ｅからスラリー給送管４６の管内領域４６ａに流入する。なお、泡供給口４１を垂直側壁４７ａに配置した場合、泡は、スラリー排出口４５内に流入したスラリーに混入し、その直後にスラリー流路４７ｅからスラリー給送管４６内に流入する。
管内領域４６ａに流入したスラリー及び泡は、スラリー給送管４６の中心軸線４６ｂを中心に旋回し、管内領域４６ａの内周壁面に沿って回転流動する。管内領域４６ａ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、泡はスラリーに均一に分散する。スラリー給送管４６内のスラリーは、重力下に管内領域４６ａを流下し、管路１４（図１）を介して、下紙１の幅方向中央領域に吐出する。
外周領域のスラリーは又、泡供給口４１及びスラリー排出口４５の上流（回転方向後方）に配置された分取口４８ａ、４８ｂを介して、配管１２ａ、１２ｂに導入され、配管１２ａ、１２ｂを介して、下紙１（図１）のエッジ領域に吐出する。分取口４８付近のスラリーは、泡供給口４１に達する前のスラリー、即ち、泡が供給される前のスラリーである。従って、分取口４８を介してエッジ領域に給送されるスラリーは、比較的比重が高い。
かくして、混合撹拌機１０は、スラリー給送管４６及び管路１４を介して比較的低比重のスラリーを下紙１の中央領域に供給し、分取口４８及び管路１２を介して比較的高比重のスラリーを下紙１の各エッジ領域に供給する。このような混合撹拌機１０によれば、単独の混合撹拌機によって低比重のスラリー及び高比重のスラリーを夫々調整し、石膏ボード生産ラインの所望の部位に各比重のスラリーを夫々供給することができる。石膏ボード生産ライン（図１）により乾燥機に搬送される石膏ボード原板は、比較的軽比重のスラリーを中央領域に含み、比較的重比重のスラリーをエッジ領域に含むので、搬送ライン下流側の強制乾燥機において均一に乾燥される。
前述の実施形態と同様、この構成の混合撹拌機１０によってボードコア比重０．６５〜０．７０の石膏ボードを製造した場合、泡剤使用量を約３５％削減することが可能であると判明した。
図２３は、スラリー排出口４５、中空連結部４７及び泡供給管４０を一体化したアタッチメント５０の構成を示す横断面図、側面図及び斜視図である。
図２３に示すアタッチメント５０は、円弧状の本体部分５７にスラリー排出口４５を形成するとともに、中空連結部４７及び泡供給管４０を本体部分５７に一体的に組付けた構成を有する。本体部分５７を円環壁２３に取付けるための弧状ブラケット６０が、本体部分５７の外側面に固定される。ブラケット６０には、スラリー排出口４５と整合する開口部６１が形成される。中空連結部４７の上流端がブラケット６０に一体的に連結され、中空連結部４７の下流端がスラリー給送管４６の上端部に一体的に連結される。円環壁２３には、本体部分５７に相応する開口部が形成される。ブラケット６０は、図２３（Ｄ）に示す如く、ボルト等の係止具６２によって円環壁２３に取付けられ、本体部分５７の内周壁面５７ａが、円環壁２３の一部を構成する。
このようなアタッチメント５０によれば、アタッチメント５０を円環壁２３から取外すことにより、その清掃又は補修、或いは、部品交換等の維持管理を容易に行うことができ、所望により、他の設計又は仕様の各部寸法、構造又は材質を有する別のアタッチメントにアタッチメント５０を比較的簡単に交換することができる。
図２４は、アタッチメント５０の変形例を示す横断面図及び側面図である。
図２４に示すアタッチメント５０’は、図２３に示すアタッチメントと同様、スラリー排出口４５、スラリー給送管４６、中空連結部４７及び泡供給管４０を一体化した構成を有する。しかしながら、泡供給管４０は、中空連結部４７に接続される。泡供給口４１は、中空連結部４７の上流側の垂直側壁４７ａに開口し、垂直側壁４７ａからスラリー流路４７ｅのスラリーに泡を導入する。このような泡供給口４１の配置によれば、スラリー及び泡の混合・撹拌は、管内領域４６ａにおけるスラリーの旋回運動又は回転運動に実質的に完全に依存する。
図２５は、アタッチメント５０の他の変形例に係るアタッチメント５０”構成を示す正面図、横断面図及び背面図である。
図２５に示すアタッチメント５０”は、円環壁２３の内周壁面に沿って周方向に延びる複数の水平ガイド部材５１を備え、各ガイド部材５１の両端部は、アタッチメント５０”の左右の垂直側壁５３、５４に固定される。破線で示す垂直側壁４７ａ、４７ｂは、垂直側壁５３、５４と同じ角度（θ４）で垂直側壁５３、５４に連接する。スリット５２に流入したスラリー及び泡は、ガイド部材５１の表層に沿って流動する際に、強い剪断力を受け、混合する。スラリー及び泡は更に、スラリー給送管４６の内周壁面に沿って回転流動し、旋回又は回転運動時に作用する剪断力により、更に均一に混合する。なお、ガイド部材５１及びスリット５２の構造及び作用は、図１５及び図１６に示すアタッチメントと実質的に同じであるので、更なる詳細な説明は省略する。
アタッチメント５０”を備えた混合撹拌機１０は、図８〜図１６に示す実施形態の効果（スリット５２の効果）と、図１７〜図２４に示す実施形態の効果（スラリー給送管４６における回転流動の効果）とを同時に発揮する。
図２６は、図１７〜図２２に示す実施形態の変形例を示す概略平面図である。図２５には、混練領域１０ａ、中空連結部４７及びスラリー給送管４６の位置関係が幾何学的に示されている。
前述の実施形態では、中空連結部４７は、円環壁２３の側に偏心した状態でスラリー給送管４６に接続されるが、図２６に示す実施形態では、中空連結部４７は、混合撹拌機１０の径方向外方（円環壁２３と反対の側）に偏心した状態でスラリー給送管４６に接続される。このため、管内領域４６ａに流入するスラリーには、前述の実施形態と反対方向の旋回力又は回転力が与えられ、スラリーは、混合撹拌機１０内のスラリーと同様、時計廻り方向に回転流動し、混合・撹拌作用を受ける。
本発明者は、実施例１として、第１実施形態の混合撹拌機（図２〜図７）を使用し、実施例２及び３として、第２実施形態の混合撹拌機（図８〜図１０）を使用し、実施例４、５及び６として、第３実施形態の混合撹拌機（図１７〜２６）を使用し、厚さ９．５ｍｍ、幅９１０ｍｍ、ボードコアの比重約０．６５の軽量石膏ボードを製造した（実施例１〜６）。本発明者は又、比較例１〜５として、従来構造の混合撹拌機を使用し、厚さ９．５ｍｍ、幅９１０ｍｍ、ボードコアの比重約０．６５の軽量石膏ボードを製造した（比較例１〜５）。スラリー中の泡の混ざり具合、泡剤の使用量および石膏ボードの製造速度（下紙１、スラリー３及び上紙２の走行速度Ｖ（図１））に関し、実施例１〜５及び比較例１〜５の試験結果を図２７の図表に示す。なお、泡の混ざり具合の良否は、コア観察結果として、図２７に示されている。混ざり具合の良否判定においては、製造した石膏ボードにおけるコア及びボード原紙の界面の破断面が、目視観察と、電子顕微鏡による写真観察とによって評価され、スラリー中の泡の混ざり具合の良否が判定された。また、泡剤使用量の低減効果は、全試験中で最も泡剤使用量が少ないものに関し、その泡剤低減量を基準（達成率１００）に設定し、これとの対比で泡剤低減量を数値換算したものであり、図２７に記載した数値は、数値が低いほど、泡剤低減量が少ない（泡剤を多量に使用する）ことを意味する。
実施例１（第１実施形態の混合撹拌機）
図２〜図７に示す混合撹拌機１０を用意し、この混合攪拌機１０によって焼石膏スラリーを調製し、泡供給管４０によってスラリー排出口４５の直前でスラリーに泡を混入した。スラリー流量は、１ｍ３／分に設定した。ここに、スラリー流量は、成型ローラ１８（図１）の部分を通過するスラリー容積／分として定義し、測定した（以下の実施例、比較例におけるスラリー流量は、同義である。）。なお、スラリーは、スラリー給送管４６から成型ローラ１８（図１）に至る間に脱泡するとともに若干乾燥するので、成型ローラ１８の部分を通過するスラリーのスラリー量／分は、スラリー給送管４６のスラリーの量／分に比べて約２割程度低減する。例えば、成型ローラ１８の部分におけるスラリー流量＝１ｍ３／分は、スラリー給送管４６におけるスラリーの流量≒１．２ｍ３／分に相当する
実施例２（第２実施形態の混合撹拌機）
実施例１の混合撹拌機１０のスラリー排出口４６にアタッチメント５０（図８〜図１０）を取付け、この混合攪拌機１０によって焼石膏スラリーを調製し、泡供給管４０によってスラリー排出口４５の直前でスラリーに泡を混入した。
実施例３（第２実施形態の混合撹拌機）
実施例２と同じ混合撹拌機１０を使用して、焼石膏スラリーを調製し、泡供給管４０によってスラリー排出口４５の直前でスラリーに泡を混入した。スラリー流量は、１．５ｍ３／分に設定した。
実施例４（第３実施形態の混合撹拌機）
図２３に示すアタッチメント５０を取付けた混合撹拌機１０を用意し、焼石膏スラリーを調製した。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、泡供給管４０から供給した。泡を混入したスラリーは、中空連結部４７内で層流化し、スラリー給送管４６内に流入し、スラリー給送管４６内で回転流動した。
実施例５（第３実施形態の混合撹拌機）
図２４に示すアタッチメント５０’を取付けた混合撹拌機１０を用意し、焼石膏スラリーを調製し、泡供給管４０によりスラリー流路４７ｅのスラリーに泡を混入した。スラリー流量は、１．０ｍ３／分に設定された。
実施例６（第３実施形態の混合撹拌機）
図２５に示すアタッチメント５０”を取付けた混合撹拌機１０を用意し、焼石膏スラリーを調製し、泡供給管４０によって混練領域１０ａのスラリーに泡を混入した。スラリー流量は、１．５ｍ３／分に設定された。
比較例１
比較例１の混合撹拌機として、泡供給口を上板の中央部（内方領域）に配置し、実施例２、３と同様なアタッチメント（スリットを備える）をスラリー排出口に取付け、中空連結部を介してスラリー排出口をスラリー給送管の上端部に接続した構造の混合撹拌機を使用した。実施例１〜５では、泡供給管４０によって泡をスラリー排出口４５の直前でスラリーに混入したのに対し、比較例１では、混合撹拌機の中央領域に泡を投入しながらスラリーを調整し、泡を混入したスラリーをスラリー排出口のスリットから中空連結部に導出し、中空連結部のスラリー流路からスラリー給送管の中央部に導入した。スラリー流量は、１．０ｍ３／分に設定された。
比較例２
比較例１の混合撹拌機に関し、泡供給口の位置を上板の外周領域に変更するとともに、比較例１のアタッチメントを取外した混合撹拌機を用意し、混合撹拌機の外周領域に泡を投入しながらスラリーを調整した。
完全に開放したスラリー排出口からスラリー及び泡を中空連結部に導出し、スラリー及び泡を中空連結部のスラリー流路からスラリー給送管の中央部に導入した。スラリー流量は、１．０ｍ３／分に設定された。
比較例３
比較例２の混合撹拌機に関し、泡供給口の位置をスラリー給送管に変更し、混合撹拌機の混練領域では、泡を混入せずにスラリーを調整した。泡混入前のスラリーは、完全に開放したスラリー排出口から中空連結部に流出し、比較例１及び２と同様、スラリー給送管の中央部に流入した。泡は、スラリー給送管内のスラリーに投入された。スラリー流量は、１．０ｍ３／分に設定された。
比較例４
比較例３の混合撹拌機と同じ混合撹拌機を使用してスラリーを調整した。比較例３と同じく、泡は、スラリー給送管内でのみ、スラリーに投入された。スラリー流量は、０．８ｍ３／分に設定された。
比較例５
比較例３の混合撹拌機と同じ混合撹拌機を使用してスラリーを調整した。比較例３と同じく、泡は、スラリー給送管内でのみ、スラリーに投入された。スラリー流量は、０．６ｍ３／分に設定された。
図２７に示す試験結果から明らかなとおり、比較例１、２、３の混合撹拌機を使用した場合、スラリー流量を１ｍ３／分に設定すると、撹拌混合の影響により比較的多量の泡が混練領域で消泡するため、泡剤使用量を所望の如く低減することができず（比較例１、２）、或いは、泡が均一にスラリーに混入せず、石膏ボードにふくれ不良が発生した（比較例３）。後者の問題は、比較例４、５の如く、スラリー流量を０．８ｍ３／分又は０．６ｍ３／分に低下することにより解消したが、この場合、石膏ボードの製造速度が、約９０ｍ／分又は７０ｍ／分に低下した（比較例４、５）。このような試験結果より、次の事項が判明した。
（ｉ）スリットを有するアタッチメントをスラリー排出口に取付けた状態であっても、混合撹拌機の内方領域に泡を投入する方法では、泡剤の使用量を十分に低減することができない（比較例１）。
（ｉｉ）スラリー排出口を完全に開放した状態であって、スラリー給送管４６の回転流動を用いていない状態では、外周領域に泡を投入したとしても、泡剤の使用量を十分に低減することができない（比較例２）。
（ｉｉｉ）スラリー給送管に泡を投入する方法を採用した場合、スラリー流量を低下することによって、泡剤の使用量を低減できるかもしれないが、これだけでは、多量の流量（１ｍ３／分以上）のスラリーを調製する必要がある高速の石膏ボード製造方法には、適応できない（比較例３、４、５）。
これに対し、本願発明の混合撹拌機１０によれば、スラリー流量を１ｍ３／分以上に設定した場合であっても、泡剤使用量を十分に低減することができる。しかも、コア観察結果は、良好である。即ち、泡を良好に撹拌混合したスラリーを安定供給することが可能である。加えて、本発明の混合撹拌機１０によれば、石膏ボードの製造速度を約１１５ｍ／分以上の高速に設定することができる。従って、本発明の混合撹拌機１０は、泡剤使用量の低減を達成し得るだけではなく、従来の混合撹拌機では適応し得なかった高速の石膏ボード製造方法に適応し、石膏ボードの生産性向上に寄与する。
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。
例えば、本発明の混合撹拌機の構成は、ピン型混合撹拌機以外の形式の混合撹拌機（例えば、羽根型混合撹拌機等のピンレス混合撹拌機）や、歯形部を外周に備えない回転円盤を有する混合撹拌機にも同様に適用することができる。
また、スラリー給送管の管内流路の横断面は、必ずしも真円形に限定されるものではなく、楕円形又は長円形であっても良い。
更には、本発明の混合撹拌機の使用目的は、石膏ボード製造用混合撹拌機に限定されるものではなく、他の分野における粉体等の固形物、液体及び泡の混合撹拌機としても使用し得るものである。
【産業上の利用可能性】
本発明は、混合撹拌機及び混合撹拌方法、殊に、石膏ボードの製造工程に使用される混合撹拌機及び混合撹拌方法に適用される。本発明の混合撹拌機及び混合撹拌方法は、石膏ボードの製造工程における泡剤使用量の低減を可能にするとともに、石膏ボード製造ラインの高速化に適応するので、製造速度を高速化した石膏ボード製造方法に好ましく適用される。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【技術分野】
本発明は、スラリー連続流し込み成型法の石膏ボード製造工程に使用される混合撹拌機（Ｍｉｘｅｒ）、混合撹拌方法及び石膏ボード製造方法に関するものである。
【背景技術】
石膏ボードは、防耐火性、遮音性、施工性及び経済性等の優位性から建築用内装材として多彩な建築物に広く使用されており、石膏を主体とする芯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、
ｉ）焼石膏、接着助剤、硬化促進剤、軽量化を図るための泡、混和材、添加剤等、及び水を混合撹拌機で混練し、焼石膏スラリー（以下、単に「スラリー」という）を調製する工程、
ｉｉ）混合撹拌機で調製したスラリー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工程、
ｉｉｉ）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工程を含む。
スラリーを調整するための混合撹拌機として、通常は、薄型の円形混合撹拌機が使用される。この形式の混合撹拌機は、偏平な円形筺体と、筐体内に回転可能に配置された回転盤とを有する。筐体の上板の中心領域には、複数の混練成分供給口が配設され、筐体外周部には、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。回転盤には、回転盤を回転させる回転軸が連結される。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）を備える。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、ピン型混合撹拌機と呼ばれており、例えば、米国特許（ＵＳＰ）第３，４５９，６２０号明細書に開示されている。
混合撹拌機内には、石膏ボードの比重を調整するための泡が供給される。泡を適正にスラリーに混合することは、殊に軽量石膏ボードの製造方法において重要視されてきた事情がある。スラリーに対する効果的な泡の混合を意図した技術として、以下の先行技術が挙げられる。
（１）特開平０８−２５３４２号公報「混合撹拌機及び混合撹拌方法」
（２）特表平１１−５０１００２号公報「発泡石膏製品を製造する方法」
（３）米国特許第６，４９４，６０９号公報「スラリー混合撹拌機排出口（Ｓｌｕｒｒｙ Ｍｉｘｅｒ Ｏｕｔｌｅｔ）」
また、比較的大寸法且つ強固な石膏硬化物（粕）が混合撹拌機から石膏ボード原紙上に供給されることがある。これに起因して石膏ボード製造装置の連続運転が中断するのを回避するための技術として、次の先行技術が挙げられる。
（４）特開２０００−６１３７号公報「混合撹拌機及び該混合撹拌機を用いた石膏ボードの製造方法」
（１）上記特開平０８−２５３４２号公報には、比重差の大きい異種の石膏スラリーを単独の混合撹拌機によって石膏ボード原紙上等に供給可能にする混合撹拌機及び混合撹拌方法が開示されている。特開平０８−２５３４２号に記載された混合撹拌機は、上板外周部から回転盤に近接するレベルまで垂下した境界壁を有し、境界壁は、混合撹拌機内を２つの領域（外周領域及び内方領域）に区画する。石膏ボードコア用スラリー（低比重スラリー）の容積を調整するための泡を供給する泡供給部が、筐体上板の外周領域に配置される。複数のスラリー分取口が、泡供給部の回転方向上流側において筐体の円環壁、或いは、筐体下板の外周領域に配置される。また、スラリー排出口が、泡供給部の回転方向下流側において円環壁、或いは、下板の外周領域に配置される。スラリー分取口及びスラリー排出口は、泡混入量が異なるスラリーを機外に夫々送出することができ、従って、比重が相違する異種スラリーを石膏ボード製造装置の所定部分に夫々供給することができる。特開平０８−２５３４２号公報は又、中空連結部を介してスラリー排出口に連結したスラリー給送管（「垂直シュート」又は「キャニスター」ともいう。）の上端部に第２泡供給部（供給管）を配置し、スラリー給送管内のスラリー（コア用スラリー）に泡を供給する構成を開示している。このような装置構成によれば、比重の異なる異種スラリーを単一の混合撹拌機によって更に効率的に調製し、泡剤使用量を削減することができる。
この構成の混合撹拌機によれば、石膏ボードの製造速度（生産速度）を比較的低速に設定し、スラリー流量を増大しない限り、泡を均一に混合した非常に良質のスラリーを石膏ボード原紙上等に供給することが可能となる。しかしながら、石膏ボード製造速度を高速化し、スラリー流量を増大すると、泡とスラリーとが均一に混合しない現象が生じると判明した。即ち、上記特開平０８−２５３４２号公報の混合撹拌機では、石膏ボード製造速度を高速化すると、泡及びスラリーの良好な混合状態が得られず、例えば、石膏ボードのコア（芯）と、コアを被覆する石膏ボード用原紙との界面に大きな気泡が抱き込まれる現象（所謂「ふくれ」と呼ばれる不良）が発生し易い。これは、米国特許第６，４９４，６０９号公報に記載された如く、スラリー給送管内における渦の効果、遠心作用及び比重差によってスラリー及び泡の分離現象がスラリー給送管内で発生することに起因すると考えられる。
（２）特表平１１−５０１００２号公報には、スラリー容積調整用の水性泡沫の注入箇所を適切に位置決めし、混合撹拌時の泡沫の破壊を最少化する混合撹拌機の構造が開示されている。この混合撹拌機では、泡沫注入部が、例えば、焼石膏供給口よりもスラリー排出口に相対的に近い位置において上板又は環状周辺壁に配置され、或いは、スラリー排出口に接続したスラリー排出管に配置される。また、特表平１１−５０１００２号公報の混合撹拌機は、スラリー排出口とは別の出口からエッジ用スラリーを分取する構成を備えており、上記特開平０８−２５３４２号に開示された混合撹拌機と同様、スラリー容積調整用の泡をコア用スラリーだけに供給することができる。
しかし、特表平１１−５０１００２号公報の混合撹拌機は、スラリー給送管に相当する構造を備えておらず、コア用スラリーは、排出管から直に石膏ボード原紙上に吐出される。即ち、特表平１１−５０１００２号公報の混合撹拌機は、混合撹拌機の円環壁に取付けた排出管を介して混合撹拌機内のスラリーを直ちにボード原紙上に吐出する構造を備える。このため、排出管又はその近傍の泡供給口から供給した泡は、スラリー流量の増大時にスラリーに十分に混入し且つ分散することができない。従って、この構成の混合撹拌機は、石膏ボード製造速度の高速化に適応し難い。
（３）米国特許第６，４９４，６０９号公報に開示された遠心混合撹拌機は、接線方向出口を円環壁に備えており、混合撹拌機の混練領域に開口した接線方向出口と連通する細長いスラリー導管が混合撹拌機に接続される。導管は、石膏ボード成形領域にスラリーを吐出可能な吐出口を備える。背圧を形成する絞りが導管に設けられ、混合撹拌機内のスラリー充満状態が背圧により維持される。減圧器（レジューサ）が導管の吐出口に設けられ、スラリーの吐出圧力が減圧される。このような構成の混合撹拌機によれば、導管内を流動するスラリーは、混合撹拌機のスラリー排出口からスラリー吐出口までのスラリー給送経路において概ね層流状態で流動する。米国特許第６，４９４，６０９号公報の混合撹拌機は、次の点を考慮し、キャニスターの使用を要しない石膏スラリー用混合撹拌機を提供しようとするものである。
▲１▼キャニスター（上記「スラリー給送管」に対応する。）を備えた従来の混合撹拌機においてキャニスター内に渦が生じ、キャニスター内に空間が形成される。
▲２▼このような空間の形成により、石膏粕の硬化物がキャニスター内に生成し、これに起因したスラリー供給路の詰まりが発生する。
▲３▼キャニスター内における渦流の形成および遠心力の発生に伴い、スラリーがキャニスター内壁面に押付けられるのに対し、泡はキャニスター中心部に留まる傾向があることから、高密度な一部のスラリーが比較的低密度の泡と分離してしまう不都合が生じる（従って、泡とスラリーの均一な混合を図る観点からみると、キャニスターは、不利な作用をもたらす）。
米国特許第６，４９４，６０９号公報に開示された混合撹拌機では、スラリー導管中でスラリーを層流化し、この状態のスラリーに泡を混合するので、泡及びスラリーを均一に混合することができる。この点において、米国特許第６，４９４，６０９号公報の混合撹拌機は、石膏ボード製造速度の高速化に適応し得るかもしれない。しかしながら、石膏ボードの製造速度を増大し、スラリー導管のスラリー流量が増大すると、この構造の混合撹拌機においても、泡及びスラリーの不安定な混合状態が発生する。また、スラリーの層流化のために細長い導管を使用するので、スラリーが導管内に付着し、石膏の硬化物（粕）が管内に生成し易い。成長した硬化物（粕）は、いずれは、スラリーとともに石膏ボード用原紙上に流出する。このような硬化物（粕）は、ボード用原紙の紙切れの問題を生じさせ、石膏ボード製造工程を中断する必要を生じさせることから、石膏ボード製造装置の連続運転上の障害となる。従って、米国特許第６，４９４，６０９号公報に記載された如く、導管内におけるスラリーの付着及び硬化塊の成長を防止すべく、オペレーターが導管及び／又は吐出口を１５分程度の間隔で定期的に揉み解す作業が必要となる。
（４）特開２０００−６１３７号公報には、原紙切れの問題を生じさせる大寸法且つ強固な粕が混合撹拌機から機外に排出されるのを規制し、これにより、石膏ボード製造装置の連続運転を中断することなく、石膏ボードを安定生産可能にする混合撹拌機の構造が開示されている。混合撹拌機のスラリー排出口には、選別通し開口部を有するアタッチメントが配置される。選別通し開口部は、開口寸法に比して相対的に寸法が大きい強固な粕をフィルタリングし、このような粕が石膏ボード原紙上に供給されるのを防止する。なお、この混合撹拌機においては、粉体原料、液体（水）及び泡の各供給管は、混合撹拌機筐体の内方領域に位置する上板の部分に接続され、混合撹拌機内に投入された泡は、スラリーとともに混合撹拌機内で十分に撹拌、混合される。
上記特開２０００−６１３７号公報に記載された混合撹拌機は、混合撹拌機の内方領域において泡供給口を上板に配置した構成のものであることから、泡及びスラリーは、混合撹拌機による十分な撹拌作用を受け、泡及びスラリーの均一混合が図られる。しかしながら、この構成では、比較的多量の泡が強い撹拌作用を受けて破壊される結果を招くので、その破泡量に相当する分だけ泡剤を増量しなければならず、泡剤使用量が増大する。この傾向は、石膏ボードの製造速度が高速化するにつれて更に顕著になるので、製造コストを抑制する上で不都合が生じる。
従って、従来の混合撹拌機では、石膏ボード製造ラインを高速化すると、泡の均一な混合、大流量のスラリーの安定供給、そして、泡剤の使用量のいずれかに問題が生じていた。
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、スラリー連続流し込み成型法の石膏ボード製造ラインの高速化に適応し、泡を均一に混合した大流量のスラリーを安定供給することができ、しかも、スラリーに供給すべき泡の使用量を低減することができる石膏ボード製造用の混合撹拌機及び混合撹拌方法を提供することにある。
本発明は又、泡剤使用量を低減するとともに、製造速度を高速化し、生産性を向上することができるスラリー連続流し込み成型法の石膏ボード製造方法を提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明は、外周に円環壁を備えた扁平且つ円形の筐体と、
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、
前記筐体内で混練された石膏スラリーを筐体外へ排出するために、前記円環壁に開口したスラリー排出口と、
一方の開口端が前記スラリー排出口に接続し、他方の開口端が実質的に垂直円筒状のスラリー給送管に連結した中空連結部と、
石膏スラリーに泡を供給する泡供給口とを有し、
前記泡供給口は、前記スラリー排出口に流入する直前の石膏スラリーに泡を供給するようにスラリー排出口の回転方向上流側の円環壁に設けられ、又は、前記中空連結部に流入した石膏スラリーに泡を供給するように該中空連結部に設けられたことを特徴とする混合撹拌機を提供する。
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。安定した比重を得る前提として、泡を均一にスラリーに混入する必要がある。本発明によれば、泡供給口は、混合撹拌機の回転盤の回転方向においてスラリー排出口の上流側（回転方向後方）で円環壁に開口し、又は中空連結部に開口する。泡供給口は、スラリー排出口の開口の直前において円環壁の壁面からスラリーに泡を供給し、或いは、中空連結部のスラリーに泡を供給する。泡は、従来は、混合撹拌機の上面（上板）から供給されていたが、本発明では、泡は、このように混合撹拌機の周壁又は中空連結部から供給され、スラリーと混合し、更に、その下流側に位置するスラリー給送管で混合する。これにより、スラリー流量を増大した状態で泡をスラリーに均一に混合することができる。しかも、泡は、混合撹拌機の撹拌衝撃を実質的に受けず、消失する泡の量は低減するので、泡剤の使用量をかなり削減することができる。かくして、混合撹拌機は、石膏ボード製造速度の高速化によりスラリー流量が増大した場合であっても、均一に泡を混入したスラリーを連続的に石膏ボード製造装置の所定領域、所定部位又は所定機器等に連続供給することができる。このような混合撹拌機は、スラリー流量を１ｍ３／分以上に増大した状態であっても、泡をスラリーに均一に混合することができる。
好ましくは、スラリー給送管の管内領域が円形横断面を有し、中空連結部は、スラリー給送管の管内領域の中心軸線に対して偏心した位置に連結し、スラリーは、管内領域で回転流動する。このような構成によれば、泡は、混合撹拌機の撹拌衝撃の作用による泡消失の効果を実質的に受けずにスラリーに混入し、スラリー及び泡は、中空連結部内を流動する間に整流され、スラリー給送管内に流入する。中空連結部を偏心した位置に連結することによって、スラリー及び泡の回転流又は旋回流が、スラリー給送管内に発生する。スラリー及び泡は、スラリー給送管内を重力で流下しながら、回転流動し、比重差による泡とスラリーの分離は、抑制され、逆に、スラリー及び泡は、回転流動によって均一に混合する。好ましくは、中空連結部は、スラリーを管内領域に接線方向に流入させ、管内領域のスラリーを回転盤の回転方向と逆の方向又は同じ方向に回転流動させる。管内領域のスラリーの回転方向は、回転盤の回転方向とは逆の方向であることが望ましい。なお、スラリー給送管は、通常は、石膏ボード生産ライン上を搬送される石膏ボード用原紙（下紙）の上に石膏スラリーを堆積させるように設計され、スラリーを連続的に下紙上に放出する。所望により、螺旋状の案内板又は絞りがスラリー給送管内に配設される。
好適には、中空連結部は、石膏スラリーを円環壁の接線方向に中空連結部に流入させる。
更に好適には、中空連結部は、スラリー流路を中空連結部内に形成する回転方向上流側及び下流側の壁面（４７ａ，４７ｂ）を有し、回転方向上流側の壁面（４７ａ）は、筐体の法線（Ｇ）に対して９０〜１２０°の角度に配置される。所望により、上流側及び下流側の壁面（４７ａ，４７ｂ）は、平行に配置される。更に好適には、回転方向下流側の壁面（４７ｂ）は、円環壁の内周面に対して鋭角に配置され、中空連結部のスラリー流路に流入したスラリーが混練領域の外周帯域（スラリー滞留帯域）に逆流又は還流するのを阻止する。
他の好適な構成として、泡供給口は、スラリー排出口に流入する直前のスラリーに泡を供給するように、スラリー排出口の近傍に配置される。混合手段の一種として、スラリー排出口を通過するスラリーに剪断力を与える複数の羽根が設けられ、羽根は、複数のスリットをスラリー排出口に形成する。好ましくは、水平又は垂直な厚さ１〜５ｍｍ（ｔ）の羽根が、等間隔に配置され、スリットを形成する。スリットの羽根間流路寸法（ｈ，ｗ）は、４〜１５ｍｍに設定される。混練領域に供給された混練成分は、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、スラリーは、実質的に混合が完了した状態で混練領域の外周帯域に達する。泡供給口から混合撹拌機内のスラリーに供給された泡は、混合撹拌機の遠心力を受けてスラリーと一緒にスリットを通過する。即ち、泡はスラリー調製の最終段階で外周帯域のスラリーに供給され、スラリー及び泡は、スリットを通過する際に強い剪断力を受け、混合する。スラリー排出口におけるスラリー及び泡の混合の結果、スラリー供給管内では、比重差による泡とスラリーの分離が抑制され、むしろ、スラリー及び泡の混合がスラリー給送管内で更に促進する。なお、スラリー排出口の開口寸法及び形状は、通常は、幅１００〜５００ｍｍ、高さ５０〜１００ｍｍの方形に設計される。しかしながら、スラリー排出口の数及び形状は、適当に設定することができ、例えば、複数のスラリー排出口を円環壁に配設しても良い。同様に、泡供給口の数及び形状は、適当に設定することができ、例えば、複数の泡供給口を円環壁に配設しても良い。
所望により、羽根（ベーン）及びスリットを備えたアタッチメント、或いは、羽根、スリット及び泡供給口を一体化したアタッチメントが円環壁に着脱可能に取付けられる。望ましくは、スラリー排出口、中空連結部及びスラリー給送管を一体化したアタッチメントが予め用意され、アタッチメントは、円環壁に着脱可能に取付けられる。このようなアタッチメントの使用により、スラリー排出口の清掃又は交換等のメンテナンス時にアタッチメントを取外し又は交換したり、或いは、製造条件変更時や、石膏ボード品種切換時等に他の設計のアタッチメントに交換する必要が生じたときに、アタッチメントを交換し、スラリー排出口の寸法、形状や、泡供給口の位置又は有無等が相違する異種設計のアタッチメントを混合撹拌機に簡単に取付けることができる。
本発明は又、外周に円環壁を備えた扁平且つ円形の筐体と、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、前記筐体内で混練された石膏スラリーを筐体外へ排出するために、前記円環壁に開口したスラリー排出口と、一方の開口端がスラリー排出口に接続し、他方の開口端が実質的に垂直円筒状のスラリー給送管に連結した中空連結部と、石膏スラリーに泡を供給する泡供給口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、
前記筐体内に供給された粉体及び液体を前記回転盤の回転によって前記筐体内の混練領域で混練して石膏スラリーを調製し、該石膏スラリーを前記スラリー排出口から中空連結部に流出させる第１混合工程と、
前記スラリー排出口に流入する直前の石膏スラリーに泡を供給するように前記泡供給口をスラリー排出口の回転方向上流側の円環壁に配置し、又は、前記中空連結部の石膏スラリーに泡を供給するように前記泡供給口を中空連結部に配置し、この泡供給口から石膏スラリーに泡を供給するとともに、前記スラリー排出口又はその下流側でスラリー及び泡に剪断力を与え、スラリー及び泡を混合する第２混合工程とを有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。
本発明の混合撹拌方法は、混練領域のスラリー調製工程（第１混合工程）と、スラリーに対する泡の供給・混合の工程（第２混合工程）とから構成される。泡は、混練領域の外周帯域からスラリー排出口を経てスラリー給送管に至るスラリーの経路でスラリーに供給され、スラリーは、泡の供給直後に剪断力を受け、泡と混合する。泡は、混合撹拌機の撹拌衝撃による泡消失の影響を実質的に受けずに、スラリーに混入し、スラリー排出口又はその下流側で混合する。従って、必要な泡剤使用量を大きく低減することができる。しかも、泡は、第２混合工程でスラリーに均一に混合するので、スラリー流量を増大することができる。
好適には、泡は、スラリー排出口から流出する直前又は直後の石膏スラリーに供給される。円形横断面を有するスラリー給送管の管内領域と偏心したスラリー及び泡の流動体が、管内領域に接線方向に流入し、スラリー及び泡は、管内領域で回転流動する。スラリー及び泡は、回転流動時にスラリーに作用する剪断力によって混合する。
他の好適な構成として、複数のスリットを形成する複数の羽根がスラリー排出口に配置され、スリットを通過する直前のスラリーに泡が供給され、スラリー及び泡は、スリット通過時にスラリーに作用する剪断力によって混合する。
これらの混合過程を同時に用いても良く、この場合、スラリー及び泡は、スリット通過時にスラリーに作用する剪断力によって混合するとともに、回転流動時にスラリーに作用する剪断力によって更に混合する。
本発明は、上記構成の混合撹拌機を使用し、厚さ９．５ｍｍ、幅９１０ｍｍの石膏ボード（ＪＩＳ Ａ６９０１）を１１０ｍ／分以上の製造速度で製造することを特徴とする石膏ボードの製造方法を提供する。この製造速度は、厚さ１２．５ｍｍ、幅９１０ｍｍ（ＪＩＳ Ａ６９０１）の石膏ボードの製造工程においては、約８５ｍ／分以上の製造速度に相当する。
本発明は又、上記構成の混合撹拌機を使用し、１ｍ３／分以上の流量の石膏スラリーを成型手段通過時の石膏ボード原紙の間に供給することを特徴とする石膏ボードの製造方法を提供する。
本発明の石膏ボードの製造方法によれば、軽量石膏ボードの生産性を大きく向上することができ、軽量石膏ボードの製造において殊に顕著且つ有益な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
図１は、石膏ボードの成型工程を概略的に示す工程説明図である。
図２及び図３は、本発明の第１実施形態を示す混合撹拌機の平面図及び斜視図であり、図４、図５及び図６は、混合撹拌機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。
図７は、混練領域、中空連結部及びスラリー給送管の構成を幾何学的に示す概略平面図である。
図８は、本発明の第２実施形態を示す混合撹拌機の横断面図及び部分拡大横断面図であり、図９は、混練領域、中空連結部及びスラリー給送管の構成を幾何学的に示す概略平面図である。
図１０は、アタッチメントの構造を示す斜視図及び部分拡大縦断面図である。
図１１は、図１０に示すアタッチメントの変形例を示す斜視図及び部分拡大横断面図である。
図１２は、ガイド部材の各種変形例を示すアタッチメントの部分拡大断面図である。
図１３は、泡供給管、中空連結部及びスラリー給送管を一体化したアタッチメントを示す斜視図であり、図１４は、図１３に示すアタッチメントの取付け状態を示す斜視図である。
図１５は、アタッチメントの横断面図であり、図１６は、アタッチメントの本体部分の構造を示す正面図、横断面図及び背面図である。
図１７及び図１８は、本発明の第３実施形態を示す混合撹拌機の平面図及び斜視図であり、図１９及び図２０は、図１７及び図１８に示す混合撹拌機の内部構造を示す横断面図及び部分破断斜視図である。
図２１は、泡供給管、中空連結部及びスラリー給送管を一体化したアタッチメントを示す斜視図及び部分拡大縦断面図である。
図２２は、混練領域、中空連結部及びスラリー給送管の構成を幾何学的に示す概略平面図である。
図２３は、アタッチメントの構造を示す横断面図、側面図及び斜視図である。
図２４は、アタッチメントの構造の変形例を示す横断面図及び側面図である。
図２５は、アタッチメントの構造の他の変形例を示す正面図、横断面図及び背面図である
図２６は、図１７〜図２２に示す混合撹拌機の変形例を幾何学的に示す概略平面図である。
図２７は、スラリー中の泡の混ざり具合、泡剤の使用量および石膏ボードの製造速度に関する実施例１〜６及び比較例１〜５の試験結果を示す図表である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
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。
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。混合撹拌機（Ｍｉｘｅｒ）１０が、搬送ラインと関連する所定位置、例えば、搬送ラインの上方に配置される。粉体（焼石膏、接着助剤、硬化促進剤、添加剤、混和材等）、泡及び液体（水）が混合撹拌機１０に供給される。混合撹拌機１０は、これらの原料を混練し、管路１２（１２ａ、１２ｂ）、１４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。管路１４は、下紙１の幅方向中央領域にスラリー３を吐出するように位置決めされる。管路１２ａ、１２ｂは、下紙１の幅方向両端部分（エッジ領域）にスラリー３を夫々吐出するように配管される。
下紙１は、スラリー３とともに移送され、一対の成型ローラ１８、１８に達する。上紙２が、上位ローラ１８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層構造の連続的な積層体が成型ローラ１８、１８の下流側に形成される。この積層体は、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、１９に達する。なお、成型ローラ１８、１８に換えて、押出成型機（Ｅｘｔｒｕｄｅｒ）を用いた成形方法や、矩形開口部を有するゲートに積層体を通す成型方法など、種々の成型方法を用いることができる。
粗切断ローラ１９、１９は、連続的な積層体を所定長の板体に切断する。これにより、石膏を主体とする芯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。粗切断された積層体は更に、乾燥機に通され、強制乾燥される。乾燥後の積層体は、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。
図２〜図６には、本発明の混合撹拌機の第１実施形態が示されている。図２及び図３は、混合撹拌機１０の全体構成を示す平面図及び斜視図であり、図４、図５及び図６は、混合撹拌機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。
図２及び図３に示すように、混合撹拌機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。）を備える。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、粉体及び液体（水）を混練可能な混練領域を混合撹拌機１０内に形成する。上板２１の中心部には、円形開口部２５が形成される。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Ｒ）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。
混練すべき粉体成分を供給する粉体供給管１５が上板２１に接続される。混練用水を供給する給水管１６が上板２１に接続される。所望により、混合撹拌機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。
泡供給管４０が、円環壁２３に接続される。泡供給管４０の泡供給口４１が、円環壁２３の内周壁面に開口する。泡供給管４０は、スラリーの容積を調整するための泡を混合撹拌機１０内の混練成分に供給する。スラリー排出口４５が円環壁２３に形成される。スラリー排出口４５は、泡供給口４１の回転方向下流側に位置決めされる。スラリー排出口４５は、泡供給口４１の近傍で円環壁２３の内周面に開口する。
中空連結部４７の拡大開口端が、スラリー排出口４５の開口縁部に接続される。中空連結部４７は、円環壁２３の外方に延びる。中空連結部４７の縮小開口端がスラリー給送管４６の上端部に連結される。
スラリー給送管４６の反対側では、分取口４８ａ、４８ｂが円環壁２３に配設される。配管１２ａ、１２ｂが、分取口４８ａ、４８ｂに夫々連結される。分取口４８ａ、４８ｂは、所定の角度間隔αを隔てて配置される。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。
図４に示す如く、スラリー排出口４５は、回転方向Ｒの方向に分取口４８ａから所定の角度間隔βを隔てて円環壁２３に配置される。泡供給管４０は、角度βの角度範囲内で円環壁２３に接続される。泡供給口４１は、スラリー排出口４５の上流側に配置され、スラリー排出口４５に近接した位置に位置決めされる。泡供給管４０は、スラリー排出口４５から流出しようとするスラリーに対して、その直前に所定量の泡を供給する。
図７は、円環壁２３、スラリー給送管４６及び中空連結部４７の幾何学的構成を示す概略平面図である。図７には、回転円盤３２の中心軸線１０ｂから延びる法線Ｇ、Ｋが仮想線で示されている。
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、水平な頂壁４７ｃ（図３）および水平な底壁４７ｄによって形成される。垂直側壁４７ａは、混合撹拌機１０の法線Ｇに対して所定角度θ４をなして傾斜する。中空連結部４７は、垂直側壁４７ａの傾斜によって、混合撹拌機１０の混練領域１０ａに向かって拡開する。中空連結部４７は、混練領域１０ａのスラリーを概ね接線方向に受入れ、スラリー給送管４６に案内する。
スラリー排出口４５の回転方向上流側の縁部（垂直側壁５３）は、垂直側壁４７ａと連続し、スラリー排出口４５の回転方向下流側の縁部（垂直側壁５４）は、垂直側壁４７ｂと連続する。垂直側壁５３は、概ね円環壁２３の接線方向に配向され、垂直側壁５４及び垂直側壁４７ｂは、概ね直径方向に配向される。垂直側壁４７ａの延長線と法線Ｇとは、交点Ｆで交差し、交点Ｆの交差角度θ４（＝１８０°−γ＋θ２−θ１）は、９０〜１８０度の角度範囲内に設定される。好ましくは、角度θ４は、９０〜１０５度の範囲内に設定される。交差角度θ４は、９０度（直角）に好ましく設定することができ、この場合、垂直側壁４７ａは、円環壁２３の接線方向に延びる。
泡供給口４１の中心と垂直側壁５３の内端Ｊとの角度間隔θ２は、０〜９０度の範囲内に設定される。角度間隔θ２は、好ましくは、０〜３０度の範囲内、更に好ましくは、０〜１５度の範囲内に設定され、泡供給口４１は、垂直側壁５３に近接する。泡供給管４０は、法線Ｋに対して角度θ３をなして円環壁２３に接続される。角度θ３は、０〜９０度の角度範囲内、好ましくは、０〜６０度の角度範囲内、更に好ましくは、０〜３０度の角度範囲内に設定される。なお、本発明の目的を損なわない限り、例えば−３０〜０度の範囲内に角度θ３を設定し、回転方向Ｒの流体と対向するように泡供給口４１を向けた状態で、泡供給管４０を円環壁２３に接続しても良い。
図４〜図６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Ｒで示す方向（時計廻り方向）に回転する。
筐体２０の内部領域１０ａは、仮想の境界２６によって、内方領域と外周領域とに区分することができる。所望により、上板２１の下面から垂下する環状隔壁２６’（図５及び図６に仮想線で示す）を境界２６に沿って筐体２０内に設けても良い。この場合、環状隔壁２６’は、円環壁２３と実質的に同心に配置され、内部領域１０ａは、耐磨耗性リング２３ａの近傍に位置する外周領域と、筐体２０の半径方向内方に位置する内方領域とに明確に区画される。なお、耐磨耗性リング２３ａは、円環壁２３の内壁面に固定される。
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列の形態で、回転円盤３２上に配列される。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。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上にも又、複数のピン３６が垂直に固定される。
図５及び図６に示す如く、多数の上位ピン（静止ピン）２８が、上板２１に固定される。上位ピン（静止ピン）２８は、、内部領域１０ａ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内に供給された石膏ボードの原料を混合撹拌する。図４〜図６には、真円形断面のピン２８、３６、３８が示されているが、ピン２８、３６、３８は、特開２０００−２６２８８２号公報に記載される如く、多角形断面又は楕円形断面のピンであっても良い。
図８〜図１０には、本発明の混合撹拌機の第２実施形態が示されている。図８は、混合撹拌機１０の内部構造を示す横断面図及び部分拡大断面図であり、図９は、図８に示す円環壁２３、スラリー給送管４６及び中空連結部４７の幾何学的構成を示す概略平面図である。また、図１０（Ａ）は、スラリー排出口４５の構造を示す部分斜視図であり、図１０（Ｂ）は、スラリー排出口４５のスリット構造を示す拡大縦断面図である。
図８及び図１０に示す如く、アタッチメント５０がスラリー排出口４５の拡大開口端に着脱可能に取付けられる。アタッチメント５０は、複数の水平ガイド部材５１を備える。アタッチメント５０の取付け手段として、嵌合構造、接着、溶接、或いは、クランプ又はボルト等の締付け具又は係止具による固定、締付け又は係止などの慣用的な取付け手段を採用することができる。
中空連結部４７の拡大開口端（幅Ｗ、高さＨ）は、円環壁２３に接続され、中空連結部４７の縮小開口端は、スラリー給送管４６に接続される。中空連結部４７の側壁４７ａ、４７ｂ、頂壁４７ｃ及び底壁４７ｄは、スラリー給送管４６に向かって縮小する方形断面のスラリー流路をスラリー排出口４５及びスラリー給送管４６の間に形成する。
図１０（Ａ）に示す如く、水平ガイド部材５１は、スラリー排出口４５の全幅に亘って延びる。各ガイド部材５１の両端部は、アタッチメント５０の左右の縦枠（垂直側壁５３、５４）に固定される。ガイド部材５１は、等間隔（間隔Ｐ）に配列される。
ガイド部材５１は、図１０（Ｂ）に示すように、方形断面の金属製帯板又は樹脂製帯板からなる。ガイド部材５１の断面寸法は、厚さｔ＝１〜５ｍｍ、奥行Ｄ＝５〜５０ｍｍ（好ましくは、奥行Ｄ＝１０〜２０ｍｍ）に設定される。ガイド部材５１は、周方向に延びる複数の水平羽根をスラリー排出口４５に形成する。ガイド部材５１の間には、高さｈ（ｈ＝Ｐ−ｔ）、幅ｗ（ｗ＝Ｗ−アタッチメントの縦枠の幅）、奥行ｄ（ｄ＝Ｄ）の水平スリット５２がスラリー流路として形成される。高さｈは、４〜１５ｍｍの範囲内に設定される。
スラリー排出口４５は、ガイド部材５１によって複数のスリット５２に分割される。混合撹拌機１０の混練領域１０ａは、各スリット５２を介して中空連結部４７内のスラリー流路４７ｅと連通する。
好ましくは、各ガイド部材５１の端部を嵌込み可能な複数の溝（図示せず）が、左右の縦枠（垂直側壁５３、５４）に上下方向に所定間隔を隔てて整列配置される。このようなアタッチメント５０によれば、運転条件又はスラリー配合の変更等に伴ってスリット寸法等を変更する必要が生じた場合、ガイド部材５１及びアタッチメント５０を適切な組合せ又は組付け状態のものに変更し、スリット寸法を最適化することができる。また、このような構造のアタッチメント５０の採用により、ガイド部材５１のみを新規なものに適宜交換し、或いは、適切な形状又は材質のガイド部材５１に適宜交換することができる。他の手段として、多種のスリット寸法又はスリット形状を備えた多種のアタッチメント５０を予め用意し、運転条件又はスラリー配合の変更等に応じてアタッチメント５０全体を交換するようにしても良い。
次に、第１及び第２実施形態に関し、混合撹拌機１０の作動を説明する。
回転駆動装置の作動により、回転円盤３２は、矢印Ｒ方向に回転駆動されるとともに、混合撹拌機１０で混練すべき成分（粉体）及び混練用水が、粉体供給管１５及び給水管１６を介して混合撹拌機１０内に供給される。混練成分及び給水は、混合撹拌機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上を径方向外方に移動し、境界２６を超えて外周領域に移動する。歯形部３７上のピン３６は、耐磨耗性リング２３ａの内周面に付着したスラリーを掻き落とし、或いは、削り落とす。
混練領域１０ａに生成したスラリーは、歯形部３７によって外方且つ回転方向前方に押圧され、スラリー排出口４５から中空連結部４７に流出する。スラリーは更に、中空連結部４７からスラリー給送管４６内に流入する。泡供給管４０の泡供給口４１は、スラリー排出口４５から流出する直前のスラリーに所要量の泡を供給し、泡は、外周領域の混練成分に混入する。
第１実施形態（図２〜図７）の混合撹拌機１０において、泡供給口４１は、スラリー排出口４５から流出する直前のスラリーに泡を外周面から供給する。スラリー流量を増大した状態であっても、泡は、スラリーに均一に混合する。泡は、混合撹拌機の撹拌衝撃を実質的に受けず、消失する泡の量は低減する。
第２実施形態（図８〜図１０）の混合撹拌機１０（ガイド部材５１を備える）においては、スラリーは、泡の供給を受けた直後に速やかにスリット５２内に流入する。混合撹拌機１０の遠心力によってスリット５２に流入したスラリー及び泡は、ガイド部材５１の表面に沿って流動する際に、強い剪断力を受け、混合する。
泡を混入したスラリーは、中空連結部４７を介してスラリー給送管４６に流入し、スラリー給送管４６内で回転力及び剪断力を受け、更に均一に混合した後、管路１４（図１）を介して、下紙１の幅方向中央領域に吐出する。スラリー給送管４６は、機外撹拌領域を構成する。
外周領域のスラリーは又、泡供給口４１及び中空連結部４７の上流（回転方向後方）に配置された分取口４８ａ、４８ｂを介して、配管１２ａ、１２ｂに流入する。配管１２ａ、１２ｂのスラリーは、下紙１（図１）のエッジ領域に吐出する。分取口４８付近のスラリーは、泡供給口４１に達する前のスラリー、即ち、泡が供給される前のスラリーである。従って、分取口４８を介してエッジ領域に給送されるスラリーは、比較的比重が高い。
混合撹拌機１０は、スラリー給送管４６及び管路１４を介して比較的低比重のスラリーを下紙１の中央領域に供給し、分取口４８及び管路１２を介して比較的高比重のスラリーを下紙１の各エッジ領域に供給する。このような混合撹拌機１０によれば、単独の混合撹拌機によって低比重のスラリー及び高比重のスラリーをそれぞれ調製し、石膏ボード生産ラインの所望の部位に各比重のスラリーをそれぞれ供給することができる。所望の部位としては、石膏ボード原紙に予め高比重のスラリーを塗布し、被膜を形成するためのロールコータや、石膏ボード原紙のエッジ領域に供給されるスラリーに水や各種添加剤を配合混合するための副ミキサー等、当業者に周知の各種のものが例示される。石膏ボード生産ライン（図１）によって乾燥機に搬送される石膏ボード原材料は、比較的軽比重のスラリーを中央領域に含み、比較的重比重のスラリーをエッジ領域に含む。このような石膏ボード原材料は、搬送ライン下流側の乾燥機において均一に乾燥される。
本発明者は、次の運転状態を比較した。
（１）混合撹拌機１０の中央領域のスラリーにだけ泡を混入し、硬化後の石膏ボードのボードコアの比重を０．６５〜０．７０ｇ／ｃｍ３に設定した運転状態
（２）本発明に従って、泡供給管４０の泡供給口４１からスラリーに泡を投入し、同じく、硬化後の石膏ボードのボードコアの比重を０．６５〜０．７０ｇ／ｃｍ３に設定した運転状態
泡供給口４１から泡を投入した後者の運転状態（本発明）では、泡剤使用量を約３５％削減することが可能であった。
図１１（Ａ）は、図１０に示すアタッチメントの変形例を示す混合撹拌機の部分斜視図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示すスラリー排出口４５のスリット構造を示す拡大横断面図である。
図１１に示す実施形態では、アタッチメント５０は、円環壁２３の内周壁面に沿って等間隔（間隔Ｐ）に配置された複数の垂直ガイド部材５１を備える。各ガイド部材５１の上端部は、アタッチメント５０の上枠に固定され、各ガイド部材５１の下端部は、アタッチメント５０の下枠に固定される。ガイド部材５１は、多数の垂直羽根を形成し、羽根間流路寸法ｗの垂直スリット５２が、スラリー排出口４５に形成される。各スリット５２は、各ガイド部材５１の間隔Ｐ及び奥行Ｄに相応する流路断面及び流路長のスラリー流路（幅ｗ、高さｈ、奥行ｄ）を形成する。かくして、スラリー排出口４５は、ガイド部材５１により、複数のスリット５２に分割され、混合撹拌機１０の混練領域１０ａは、各スリット５２を介して中空連結部４７のスラリー流路４７ｅと連通する。
図１２は、ガイド部材５１の各種変形例を示すアタッチメントの部分拡大断面図である。
図１２に示す如く、ガイド部材５１は、スラリーを円滑に流出するように回転方向Ｒの方向に傾斜しても良い（図１２（Ａ））。ガイド部材５１の断面は、必ずしも方形断面に限定されず、例えば、スラリー流出方向に縮小する断面（図１２（Ｂ）、図１２（Ｄ））、或いは、スラリーの流動形態に相応して湾曲した弧状断面（図１２（Ｃ））に成形しても良い。また、図１２（Ｅ）に示す如く、回転軸５１ａを中心にガイド部材５１を回動可能にアタッチメント５０の枠体に支持しても良い。この場合、角度調節機構（図示せず）によって、回転方向Ｒ又は水平面に対する各ガイド部材５１の傾斜角度ηを可変設定することができる。傾斜角度ηの調節により、スラリーに対する羽根の作用を調節し、スラリーに作用する剪断力を調節することができる。
図１３は、泡供給管４０、泡供給口４１、中空連結部４７及びスラリー給送管４６を一体化したアタッチメント５０を示す斜視図であり、図１４は、図１３に示すアタッチメント５０を混合撹拌機１０の円環壁２３に取付けた状態を示す斜視図である。また、図１５は、図１３及び図１４に示すアタッチメントの本体部分５７及びブラケット６０の構造を示す横断面図であり、図１６は、本体部分５７の構造を示す正面図、横断面図及び背面図である。
図１３〜図１６に示すアタッチメント５０は、泡供給口４１、スラリー排出口４５及びスリット５２を備えた本体部分５７と、本体部分５７を円環壁２３に取付けるための弧状ブラケット６０とを備える。図１３に示すように、本体部分５７及びブラケット６０は、一体的に連結される。ブラケット６０には、スラリー排出口４５と整合する開口部６１が形成される。本体部分５７は、比較的厚い弧状の板材からなり、法線Ｇ（図１５、１６）に対して角度θ４の方向に延びる垂直側壁５３と、垂直側壁５３と同様な方向に傾斜した垂直側壁５４とを有する。これらの垂直側壁５３、５４、水平頂壁５５及び水平底壁５６（図１６）は、スラリー排出口４５を本体部分５７の中央部に形成する。複数の水平ガイド部材（水平羽根）５１が、垂直側壁５３、５４に支持され、複数の水平スリット５２が、スラリー排出口４５に形成される。図１６に示すように、ボルト孔５９が、本体部分５７の両端部に穿設され、本体部分５７は、図１５に示す如く、ブラケット６０を貫通してボルト孔５９に螺入するボルト６２によって、ブラケット６０に固定される。
図１３に示すように、中空連結部４７の拡大開口端がブラケット６０に一体的に連結され、中空連結部４７の縮小開口端がスラリー給送管４６の上端部に一体的に連結される。このように一体化した本体部分５７、ブラケット６０、中空連結部４７及びスラリー給送管４６によって、円環壁２３の開口部４９に嵌込み可能な一体構造のアタッチメント５０が形成される。
本体部分５７には、泡供給口４１が形成される。泡供給管４０の先端部がブラケット６０を貫通し、泡供給口４１に連結される。泡供給口４１は、垂直側壁５３の縁５３ａ（図１５）に近接した位置に配置される。
図１３及び図１４に示すように、アタッチメント５０は、開口部４９に取付けられ、ボルト６３によって円環壁２３に固定される。これにより、中空連結部４７及びスラリー給送管４６を含む一連のスラリー供給系流路が混合撹拌機１０に形成される。
このようなアタッチメント５０によれば、アタッチメント５０をボルト６３により円環壁２３に固定することにより、一連のスラリー供給系流路を混合撹拌機１０に形成することができる。ボルト６３を解放してアタッチメント５０を円環壁２３から取外すことにより、一連のスラリー供給系流路を一括して混合撹拌機１０から取外すことができる。これにより、アタッチメント５０の清掃又は補修、或いは、部品交換等の維持管理を容易に行うことができ、或いは、他の設計又は仕様の各部寸法、構造又は材質を有する別のアタッチメントにアタッチメント５０を比較的簡単に交換することができる。
図１７〜図２６には、本発明の混合撹拌機の第３実施形態が示されている。図１７及び図１８は、第３実施形態の混合撹拌機の構成を示す平面図及び斜視図であり、図１９、図２０及び図２１は、図１７及び図１８に示す混合撹拌機の内部構造を示す横断面図、縦断面図、部分破断斜視図及び部分拡大断面図である。図１７〜図２１において、図１〜図１６に示す構成要素と実質的に同じ構成要素については、同一の参照符号が付されている。
前述の各実施形態では、中空連結部４７は、円環壁２３に向かって拡開した構造を備えるが、本実施形態では、中空連結部４７は、概ね均等な断面を有し、円環壁２３の概ね接線方向に延びる。また、前述の実施形態では、スラリー排出口４５は、ガイド部材５１及びスリット５２を備えるが、本実施形態では、スラリー排出口４５は、スリット５２及びガイド部材５１を備えておらず、完全に開放している。
中空連結部４７の一端は、円環壁２３に接続され、中空連結部４７の他端は、スラリー給送管４６に接続される。中空連結部４７を形成する垂直側壁４７ａ、４７ｂ、水平頂壁４７ｃ及び水平底壁４７ｄは、均一な方形断面のスラリー流路４７ｅをスラリー排出口４５及びスラリー給送管４６の間に形成する。
図２１に示すように、スラリー排出口４５の上流側の縁は、垂直側壁４７ａと連続する垂直側壁５３を形成し、スラリー排出口４５の下流側の縁は、垂直側壁４７ｂと連続する垂直側壁５４を形成する。垂直側壁５４は、比較的鋭利な垂直縦枠５８を形成する。回転方向上流側に差し向けられた鋭角θ５の縦枠５８は、混練領域１０ａのスラリーをスラリー排出口４５内に案内するとともに、スラリー排出口４５内に流入したスラリーが破線（図２１（Ｃ））で示す如く混練領域１０ａに逆流又は還流するのを阻止する。このような縦枠５８の形態は、円環壁２３の内周壁のほぼ接線方向にスラリーを機外導出する上で重要である。
垂直側壁４７ａ、４７ｂ、５３、５４は、法線Ｇに対して所定角度θ４方向に延びる。角度θ４は、９０〜１８０度、好ましくは９０〜１０５度の範囲内に設定される。更に好ましくは、角度θ４は、９０度（直角）に設定され、垂直側壁４７ａは、円環壁２３の接線方向に延びる。スラリー排出口４５及び中空連結部４７は、混合撹拌機１０の混練領域１０ａに向かって開口し、混練領域１０ａのスラリーを円環壁２３の内周壁の概ね接線方向から受入れ、スラリー給送管４６に導出する。
図２２は、混練領域１０ａ、中空連結部４７及びスラリー給送管４６の幾何学的位置関係を示す概略平面図である。
混合撹拌機１０の混練領域１０ａは、回転円盤３２の回転中心１０ｂを中心とする半径ｒ１の真円形横断面を有する。スラリー給送管４６の管内領域４６ａは、垂直な中心軸線４６ｂを中心とした半径ｒ２の真円形横断面を有する。中空連結部４７は、スラリー給送管４６に対して片側（本例では円環壁２３の側）に偏心した状態で接続される。このため、スラリー流路４７ｅは、片側に偏心した位置で管内領域４６ａに開口する。
混練領域１０ａからスラリー流路４７ｅ内に流出するスラリーは、流路中心４７ｆを中心にスラリー流路４７ｅを流動し、円形横断面を有する管内領域４６ａにほぼ接線方向に流入する。管内領域４６ａに流入したスラリーには、管内領域４６ａ及びスラリー流路４７ｅの偏心により、旋回力又は回転力が与えられ、この結果、スラリーは、管内領域４６ａの内周壁面に沿って回転流動する。スラリーの旋回方向は、回転円盤３２の回転方向Ｒ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、混合・撹拌作用を受ける。
図２２には、スラリー流路４７ｅを全体的にスラリー給送管４６の片側半部に接続した状態が示されているが、スラリー流路４７ｅの一部がスラリー給送管４６の他方の側の半部に部分的に開口するようにスラリー流路４７ｅをスラリー給送管４６に接続しても良い。
泡供給口４１は、スラリー流路４７ｅに流出する直前のスラリーに泡を供給するようにスラリー排出口４５に近接して円環壁２３の内周壁面に開口する。変形例として、泡供給口４１は、図２２に破線で示すように、スラリー流路４７ｅ内のスラリーに泡を供給するように垂直側壁４７ａに開口しても良い。
次に、図１７〜図２２に示す混合撹拌機１０の作動について説明する。
回転駆動装置の作動により、回転円盤３２が矢印Ｒ方向に回転駆動されるとともに、混合撹拌機１０で混練すべき成分（粉体）及び混練用水が、粉体供給管１５及び給水管１６を介して混合撹拌機１０内に供給される。混練成分及び給水は、混合撹拌機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、境界２６を超えて外周領域に流動する。歯形部３７上のピン３６は、耐磨耗性リング２３ａの内周面に付着したスラリーを掻き落とし、或いは、削り落とす。
混練領域１０ａに生成したスラリーは、歯形部３７によって外方且つ回転方向前方に押圧され、概ね接線方向にスラリー排出口４５から流出し、中空連結部４７を介してスラリー給送管４６内に流入する。泡供給管４０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、所要量の泡を供給し、泡は、外周領域のスラリーに混入する。スラリーは、泡の供給を受けた直後に速やかにスラリー排出口４５から接線方向に中空連結部４７に流出する。スラリー及び泡は、実質的に均一な断面のスラリー流路４７ｅ内で整流され、層流状態のスラリー流として、スラリー流路４７ｅからスラリー給送管４６の管内領域４６ａに流入する。なお、泡供給口４１を垂直側壁４７ａに配置した場合、泡は、スラリー排出口４５内に流入したスラリーに混入し、その直後にスラリー流路４７ｅからスラリー給送管４６内に流入する。
管内領域４６ａに流入したスラリー及び泡は、スラリー給送管４６の中心軸線４６ｂを中心に旋回し、管内領域４６ａの内周壁面に沿って回転流動する。管内領域４６ａ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、泡はスラリーに均一に分散する。スラリー給送管４６内のスラリーは、重力下に管内領域４６ａを流下し、管路１４（図１）を介して、下紙１の幅方向中央領域に吐出する。
外周領域のスラリーは又、泡供給口４１及びスラリー排出口４５の上流（回転方向後方）に配置された分取口４８ａ、４８ｂを介して、配管１２ａ、１２ｂに導入され、配管１２ａ、１２ｂを介して、下紙１（図１）のエッジ領域に吐出する。分取口４８付近のスラリーは、泡供給口４１に達する前のスラリー、即ち、泡が供給される前のスラリーである。従って、分取口４８を介してエッジ領域に給送されるスラリーは、比較的比重が高い。
かくして、混合撹拌機１０は、スラリー給送管４６及び管路１４を介して比較的低比重のスラリーを下紙１の中央領域に供給し、分取口４８及び管路１２を介して比較的高比重のスラリーを下紙１の各エッジ領域に供給する。このような混合撹拌機１０によれば、単独の混合撹拌機によって低比重のスラリー及び高比重のスラリーを夫々調整し、石膏ボード生産ラインの所望の部位に各比重のスラリーを夫々供給することができる。石膏ボード生産ライン（図１）により乾燥機に搬送される石膏ボード原板は、比較的軽比重のスラリーを中央領域に含み、比較的重比重のスラリーをエッジ領域に含むので、搬送ライン下流側の強制乾燥機において均一に乾燥される。
前述の実施形態と同様、この構成の混合撹拌機１０によってボードコア比重０．６５〜０．７０の石膏ボードを製造した場合、泡剤使用量を約３５％削減することが可能であると判明した。
図２３は、スラリー排出口４５、中空連結部４７及び泡供給管４０を一体化したアタッチメント５０の構成を示す横断面図、側面図及び斜視図である。
図２３に示すアタッチメント５０は、円弧状の本体部分５７にスラリー排出口４５を形成するとともに、中空連結部４７及び泡供給管４０を本体部分５７に一体的に組付けた構成を有する。本体部分５７を円環壁２３に取付けるための弧状ブラケット６０が、本体部分５７の外側面に固定される。ブラケット６０には、スラリー排出口４５と整合する開口部６１が形成される。中空連結部４７の上流端がブラケット６０に一体的に連結され、中空連結部４７の下流端がスラリー給送管４６の上端部に一体的に連結される。円環壁２３には、本体部分５７に相応する開口部が形成される。ブラケット６０は、図２３（Ｄ）に示す如く、ボルト等の係止具６２によって円環壁２３に取付けられ、本体部分５７の内周壁面５７ａが、円環壁２３の一部を構成する。
このようなアタッチメント５０によれば、アタッチメント５０を円環壁２３から取外すことにより、その清掃又は補修、或いは、部品交換等の維持管理を容易に行うことができ、所望により、他の設計又は仕様の各部寸法、構造又は材質を有する別のアタッチメントにアタッチメント５０を比較的簡単に交換することができる。
図２４は、アタッチメント５０の変形例を示す横断面図及び側面図である。
図２４に示すアタッチメント５０’は、図２３に示すアタッチメントと同様、スラリー排出口４５、スラリー給送管４６、中空連結部４７及び泡供給管４０を一体化した構成を有する。しかしながら、泡供給管４０は、中空連結部４７に接続される。泡供給口４１は、中空連結部４７の上流側の垂直側壁４７ａに開口し、垂直側壁４７ａからスラリー流路４７ｅのスラリーに泡を導入する。このような泡供給口４１の配置によれば、スラリー及び泡の混合・撹拌は、管内領域４６ａにおけるスラリーの旋回運動又は回転運動に実質的に完全に依存する。
図２５は、アタッチメント５０の他の変形例に係るアタッチメント５０”構成を示す正面図、横断面図及び背面図である。
図２５に示すアタッチメント５０”は、円環壁２３の内周壁面に沿って周方向に延びる複数の水平ガイド部材５１を備え、各ガイド部材５１の両端部は、アタッチメント５０”の左右の垂直側壁５３、５４に固定される。破線で示す垂直側壁４７ａ、４７ｂは、垂直側壁５３、５４と同じ角度（θ４）で垂直側壁５３、５４に連接する。スリット５２に流入したスラリー及び泡は、ガイド部材５１の表層に沿って流動する際に、強い剪断力を受け、混合する。スラリー及び泡は更に、スラリー給送管４６の内周壁面に沿って回転流動し、旋回又は回転運動時に作用する剪断力により、更に均一に混合する。なお、ガイド部材５１及びスリット５２の構造及び作用は、図１５及び図１６に示すアタッチメントと実質的に同じであるので、更なる詳細な説明は省略する。
アタッチメント５０”を備えた混合撹拌機１０は、図８〜図１６に示す実施形態の効果（スリット５２の効果）と、図１７〜図２４に示す実施形態の効果（スラリー給送管４６における回転流動の効果）とを同時に発揮する。
図２６は、図１７〜図２２に示す実施形態の変形例を示す概略平面図である。図２５には、混練領域１０ａ、中空連結部４７及びスラリー給送管４６の位置関係が幾何学的に示されている。
前述の実施形態では、中空連結部４７は、円環壁２３の側に偏心した状態でスラリー給送管４６に接続されるが、図２６に示す実施形態では、中空連結部４７は、混合撹拌機１０の径方向外方（円環壁２３と反対の側）に偏心した状態でスラリー給送管４６に接続される。このため、管内領域４６ａに流入するスラリーには、前述の実施形態と反対方向の旋回力又は回転力が与えられ、スラリーは、混合撹拌機１０内のスラリーと同様、時計廻り方向に回転流動し、混合・撹拌作用を受ける。
本発明者は、実施例１として、第１実施形態の混合撹拌機（図２〜図７）を使用し、実施例２及び３として、第２実施形態の混合撹拌機（図８〜図１０）を使用し、実施例４、５及び６として、第３実施形態の混合撹拌機（図１７〜２６）を使用し、厚さ９．５ｍｍ、幅９１０ｍｍ、ボードコアの比重約０．６５の軽量石膏ボードを製造した（実施例１〜６）。本発明者は又、比較例１〜５として、従来構造の混合撹拌機を使用し、厚さ９．５ｍｍ、幅９１０ｍｍ、ボードコアの比重約０．６５の軽量石膏ボードを製造した（比較例１〜５）。スラリー中の泡の混ざり具合、泡剤の使用量および石膏ボードの製造速度（下紙１、スラリー３及び上紙２の走行速度Ｖ（図１））に関し、実施例１〜５及び比較例１〜５の試験結果を図２７の図表に示す。なお、泡の混ざり具合の良否は、コア観察結果として、図２７に示されている。混ざり具合の良否判定においては、製造した石膏ボードにおけるコア及びボード原紙の界面の破断面が、目視観察と、電子顕微鏡による写真観察とによって評価され、スラリー中の泡の混ざり具合の良否が判定された。また、泡剤使用量の低減効果は、全試験中で最も泡剤使用量が少ないものに関し、その泡剤低減量を基準（達成率１００）に設定し、これとの対比で泡剤低減量を数値換算したものであり、図２７に記載した数値は、数値が低いほど、泡剤低減量が少ない（泡剤を多量に使用する）ことを意味する。
実施例１（第１実施形態の混合撹拌機）
図２〜図７に示す混合撹拌機１０を用意し、この混合攪拌機１０によって焼石膏スラリーを調製し、泡供給管４０によってスラリー排出口４５の直前でスラリーに泡を混入した。スラリー流量は、１ｍ３／分に設定した。ここに、スラリー流量は、成型ローラ１８（図１）の部分を通過するスラリー容積／分として定義し、測定した（以下の実施例、比較例におけるスラリー流量は、同義である。）。なお、スラリーは、スラリー給送管４６から成型ローラ１８（図１）に至る間に脱泡するとともに若干乾燥するので、成型ローラ１８の部分を通過するスラリーのスラリー量／分は、スラリー給送管４６のスラリーの量／分に比べて約２割程度低減する。例えば、成型ローラ１８の部分におけるスラリー流量＝１ｍ３／分は、スラリー給送管４６におけるスラリーの流量≒１．２ｍ３／分に相当する
実施例２（第２実施形態の混合撹拌機）
実施例１の混合撹拌機１０のスラリー排出口４６にアタッチメント５０（図８〜図１０）を取付け、この混合攪拌機１０によって焼石膏スラリーを調製し、泡供給管４０によってスラリー排出口４５の直前でスラリーに泡を混入した。
実施例３（第２実施形態の混合撹拌機）
実施例２と同じ混合撹拌機１０を使用して、焼石膏スラリーを調製し、泡供給管４０によってスラリー排出口４５の直前でスラリーに泡を混入した。スラリー流量は、１．５ｍ３／分に設定した。
実施例４（第３実施形態の混合撹拌機）
図２３に示すアタッチメント５０を取付けた混合撹拌機１０を用意し、焼石膏スラリーを調製した。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、泡供給管４０から供給した。泡を混入したスラリーは、中空連結部４７内で層流化し、スラリー給送管４６内に流入し、スラリー給送管４６内で回転流動した。
実施例５（第３実施形態の混合撹拌機）
図２４に示すアタッチメント５０’を取付けた混合撹拌機１０を用意し、焼石膏スラリーを調製し、泡供給管４０によりスラリー流路４７ｅのスラリーに泡を混入した。スラリー流量は、１．０ｍ３／分に設定された。
実施例６（第３実施形態の混合撹拌機）
図２５に示すアタッチメント５０”を取付けた混合撹拌機１０を用意し、焼石膏スラリーを調製し、泡供給管４０によって混練領域１０ａのスラリーに泡を混入した。スラリー流量は、１．５ｍ３／分に設定された。
比較例１
比較例１の混合撹拌機として、泡供給口を上板の中央部（内方領域）に配置し、実施例２、３と同様なアタッチメント（スリットを備える）をスラリー排出口に取付け、中空連結部を介してスラリー排出口をスラリー給送管の上端部に接続した構造の混合撹拌機を使用した。実施例１〜５では、泡供給管４０によって泡をスラリー排出口４５の直前でスラリーに混入したのに対し、比較例１では、混合撹拌機の中央領域に泡を投入しながらスラリーを調整し、泡を混入したスラリーをスラリー排出口のスリットから中空連結部に導出し、中空連結部のスラリー流路からスラリー給送管の中央部に導入した。スラリー流量は、１．０ｍ３／分に設定された。
比較例２
比較例１の混合撹拌機に関し、泡供給口の位置を上板の外周領域に変更するとともに、比較例１のアタッチメントを取外した混合撹拌機を用意し、混合撹拌機の外周領域に泡を投入しながらスラリーを調整した。
完全に開放したスラリー排出口からスラリー及び泡を中空連結部に導出し、スラリー及び泡を中空連結部のスラリー流路からスラリー給送管の中央部に導入した。スラリー流量は、１．０ｍ３／分に設定された。
比較例３
比較例２の混合撹拌機に関し、泡供給口の位置をスラリー給送管に変更し、混合撹拌機の混練領域では、泡を混入せずにスラリーを調整した。泡混入前のスラリーは、完全に開放したスラリー排出口から中空連結部に流出し、比較例１及び２と同様、スラリー給送管の中央部に流入した。泡は、スラリー給送管内のスラリーに投入された。スラリー流量は、１．０ｍ３／分に設定された。
比較例４
比較例３の混合撹拌機と同じ混合撹拌機を使用してスラリーを調整した。比較例３と同じく、泡は、スラリー給送管内でのみ、スラリーに投入された。スラリー流量は、０．８ｍ３／分に設定された。
比較例５
比較例３の混合撹拌機と同じ混合撹拌機を使用してスラリーを調整した。比較例３と同じく、泡は、スラリー給送管内でのみ、スラリーに投入された。スラリー流量は、０．６ｍ３／分に設定された。
図２７に示す試験結果から明らかなとおり、比較例１、２、３の混合撹拌機を使用した場合、スラリー流量を１ｍ３／分に設定すると、撹拌混合の影響により比較的多量の泡が混練領域で消泡するため、泡剤使用量を所望の如く低減することができず（比較例１、２）、或いは、泡が均一にスラリーに混入せず、石膏ボードにふくれ不良が発生した（比較例３）。後者の問題は、比較例４、５の如く、スラリー流量を０．８ｍ３／分又は０．６ｍ３／分に低下することにより解消したが、この場合、石膏ボードの製造速度が、約９０ｍ／分又は７０ｍ／分に低下した（比較例４、５）。このような試験結果より、次の事項が判明した。
（ｉ）スリットを有するアタッチメントをスラリー排出口に取付けた状態であっても、混合撹拌機の内方領域に泡を投入する方法では、泡剤の使用量を十分に低減することができない（比較例１）。
（ｉｉ）スラリー排出口を完全に開放した状態であって、スラリー給送管４６の回転流動を用いていない状態では、外周領域に泡を投入したとしても、泡剤の使用量を十分に低減することができない（比較例２）。
（ｉｉｉ）スラリー給送管に泡を投入する方法を採用した場合、スラリー流量を低下することによって、泡剤の使用量を低減できるかもしれないが、これだけでは、多量の流量（１ｍ３／分以上）のスラリーを調製する必要がある高速の石膏ボード製造方法には、適応できない（比較例３、４、５）。
これに対し、本願発明の混合撹拌機１０によれば、スラリー流量を１ｍ３／分以上に設定した場合であっても、泡剤使用量を十分に低減することができる。しかも、コア観察結果は、良好である。即ち、泡を良好に撹拌混合したスラリーを安定供給することが可能である。加えて、本発明の混合撹拌機１０によれば、石膏ボードの製造速度を約１１５ｍ／分以上の高速に設定することができる。従って、本発明の混合撹拌機１０は、泡剤使用量の低減を達成し得るだけではなく、従来の混合撹拌機では適応し得なかった高速の石膏ボード製造方法に適応し、石膏ボードの生産性向上に寄与する。
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。
例えば、本発明の混合撹拌機の構成は、ピン型混合撹拌機以外の形式の混合撹拌機（例えば、羽根型混合撹拌機等のピンレス混合撹拌機）や、歯形部を外周に備えない回転円盤を有する混合撹拌機にも同様に適用することができる。
また、スラリー給送管の管内流路の横断面は、必ずしも真円形に限定されるものではなく、楕円形又は長円形であっても良い。
更には、本発明の混合撹拌機の使用目的は、石膏ボード製造用混合撹拌機に限定されるものではなく、他の分野における粉体等の固形物、液体及び泡の混合撹拌機としても使用し得るものである。
【産業上の利用可能性】
本発明は、混合撹拌機及び混合撹拌方法、殊に、石膏ボードの製造工程に使用される混合撹拌機及び混合撹拌方法に適用される。本発明の混合撹拌機及び混合撹拌方法は、石膏ボードの製造工程における泡剤使用量の低減を可能にするとともに、石膏ボード製造ラインの高速化に適応するので、製造速度を高速化した石膏ボード製造方法に好ましく適用される。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に円環壁を備えた扁平且つ円形の筐体と、
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、
前記筐体内で混練された石膏スラリーを筐体外へ排出するために、前記円環壁に開口したスラリー排出口と、
一方の開口端が前記スラリー排出口に接続し、他方の開口端が実質的に垂直円筒状のスラリー給送管に連結した中空連結部と、
石膏スラリーに泡を供給する泡供給口とを有し、
前記泡供給口は、前記スラリー排出口に流入する直前の石膏スラリーに泡を供給するようにスラリー排出口の回転方向上流側の円環壁に設けられ、又は、前記中空連結部に流入した石膏スラリーに泡を供給するように該中空連結部に設けられたことを特徴とする混合撹拌機。
【請求項２】
前記スラリー給送管の管内領域が円形横断面を有し、前記中空連結管部がスラリー給送管の中心軸線に対して偏心した位置でスラリー給送管に連結し、石膏スラリーが前記管内領域で回転流動するようにした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】
前記スラリー排出口を通過する石膏スラリーに剪断力を与える複数の羽根がスラリー排出口に設けられ、前記羽根は、複数のスリットをスラリー排出口に形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の混合撹拌機。
【請求項４】
前記スラリー排出口は、石膏スラリーを前記円環壁の接線方向に前記中空連結部に流入させることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の混合撹拌機。
【請求項５】
前記スリットは、等間隔に配置された厚さ１〜５ｍｍ（ｔ）の前記羽根により形成され、前記スリットの羽根間流路寸法（ｈ，ｗ）は、４〜１５ｍｍに設定されることを特徴とする請求項３に記載の混合撹拌機。
【請求項６】
前記羽根は、水平又は垂直に配置されることを特徴とする請求項３又は５に記載の混合撹拌機。
【請求項７】
前記中空連結部は、スラリー流路を中空連結部内に形成する回転方向上流側及び下流側の壁面（４７ａ，４７ｂ）を有し、回転方向上流側の前記壁面（４７ａ）は、前記筐体の法線（Ｇ）に対して９０〜１２０°の角度に配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の混合撹拌機。
【請求項８】
前記泡供給口が、前記回転方向上流側の前記壁面（４７ａ）に設けられたことを特徴とする請求項７に記載の混合攪拌機。
【請求項９】
前記上流側及び下流側の壁面（４７ａ，４７ｂ）は、平行であることを特徴とする請求項７又は８に記載の混合撹拌機。
【請求項１０】
回転方向下流側の前記壁面（４７ｂ）は、前記円環壁の内周面に対して鋭角に配置され、前記中空連結部のスラリー流路に流入した石膏スラリーが前記筐体内に逆流又は還流するのを阻止することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の混合撹拌機。
【請求項１１】
前記中空連結部は、石膏スラリーを前記管内領域の接線方向に流入させるように前記スラリー給送管に接続され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１２】
前記中空連結部は、前記管内領域の石膏スラリーが前記回転盤の回転方向と逆の方向に回転流動するように前記スラリー給送管の中心軸線に対して偏心した位置でスラリー給送管に連結することを特徴とする請求項２又は１１に記載の混合撹拌機。
【請求項１３】
前記中空連結部は、前記管内領域の石膏スラリーが前記回転盤の回転方向と同じ方向に回転流動するように前記スラリー給送管の中心軸線に対して偏心した位置でスラリー給送管に連結することを特徴とする請求項２又は１１に記載の混合撹拌機。
【請求項１４】
前記スラリー排出口、中空連結部及びスラリー給送管を有する一体的アタッチメントが、前記円環壁に着脱可能に取付けられたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の混合撹拌機。
【請求項１５】
外周に円環壁を備えた扁平且つ円形の筐体と、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、前記筐体内で混練された石膏スラリーを筐体外へ排出するために、前記円環壁に開口したスラリー排出口と、一方の開口端がスラリー排出口に接続し、他方の開口端が実質的に垂直円筒状のスラリー給送管に連結した中空連結部と、石膏スラリーに泡を供給する泡供給口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、
前記筐体内に供給された粉体及び液体を前記回転盤の回転によって前記筐体内の混練領域で混練して石膏スラリーを調製し、該石膏スラリーを前記スラリー排出口から中空連結部に流出させる第１混合工程と、
前記スラリー排出口に流入する直前の石膏スラリーに泡を供給するように前記泡供給口をスラリー排出口の回転方向上流側の円環壁に配置し、又は、前記中空連結部の石膏スラリーに泡を供給するように前記泡供給口を中空連結部に配置し、この泡供給口から石膏スラリーに泡を供給するとともに、前記スラリー排出口又はその下流側でスラリー及び泡に剪断力を与え、スラリー及び泡を混合する第２混合工程とを有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１６】
前記スラリー排出口から流出する直前又は直後の石膏スラリーに泡を供給し、円形横断面を有する前記スラリー給送管の管内領域と偏心したスラリー及び泡の流動体を該管内領域に接線方向に流入させ、スラリー及び泡を該管内領域で回転流動させ、回転流動時にスラリーに作用する剪断力によってスラリー及び泡を混合することを特徴とする請求項１５に記載の石膏スラリーの混合撹拌方法。
【請求項１７】
複数のスリットを形成する複数の羽根を前記スラリー排出口に配置し、前記スリットを通過する直前のスラリーに泡を供給し、スリット通過時にスラリーに作用する剪断力によってスラリー及び泡を混合することを特徴とする請求項１５に記載の石膏スラリーの混合撹拌方法。
【請求項１８】
複数のスリットを形成する複数の羽根を前記スラリー排出口に配置し、前記スリットを通過する直前の石膏スラリーに泡を供給し、スリット通過時にスラリーに作用する剪断力によってスラリー及び泡を混合するとともに、円形横断面を有する前記スラリー給送管の管内領域と偏心したスラリー及び泡の流動体を該管内領域に接線方向に流入させ、スラリー給送管の管内領域でスラリー及び泡を回転流動させ、回転流動時にスラリーに作用する剪断力によってスラリー及び泡を更に混合することを特徴とする請求項１５に記載の石膏スラリーの混合撹拌方法。
【請求項１９】
前記混練領域の外周帯域の石膏スラリーを前記円環壁の接線方向に前記スラリー排出口から前記中空連結部に流入させることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の石膏スラリーの混合撹拌方法。
【請求項２０】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の混合撹拌機を使用し、厚さ９．５ｍｍ、幅９１０ｍｍの石膏ボードを１１０ｍ／分以上の製造速度で製造することを特徴とする石膏ボードの製造方法。
【請求項２１】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の混合撹拌機を使用し、１ｍ３／分以上の流量の石膏スラリーを成型手段通過時の石膏ボード原紙の間に供給することを特徴とする石膏ボードの製造方法。
【請求項１】
外周に円環壁を備えた扁平且つ円形の筐体と、
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、
前記筐体内で混練された石膏スラリーを筐体外へ排出するために、前記円環壁に開口したスラリー排出口と、
一方の開口端が前記スラリー排出口に接続し、他方の開口端が実質的に垂直円筒状のスラリー給送管に連結した中空連結部と、
石膏スラリーに泡を供給する泡供給口とを有し、
前記泡供給口は、前記スラリー排出口に流入する直前の石膏スラリーに泡を供給するようにスラリー排出口の回転方向上流側の円環壁に設けられ、又は、前記中空連結部に流入した石膏スラリーに泡を供給するように該中空連結部に設けられたことを特徴とする混合撹拌機。
【請求項２】
前記スラリー給送管の管内領域が円形横断面を有し、前記中空連結管部がスラリー給送管の中心軸線に対して偏心した位置でスラリー給送管に連結し、石膏スラリーが前記管内領域で回転流動するようにした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】
前記スラリー排出口を通過する石膏スラリーに剪断力を与える複数の羽根がスラリー排出口に設けられ、前記羽根は、複数のスリットをスラリー排出口に形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の混合撹拌機。
【請求項４】
前記スラリー排出口は、石膏スラリーを前記円環壁の接線方向に前記中空連結部に流入させることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の混合撹拌機。
【請求項５】
前記スリットは、等間隔に配置された厚さ１〜５ｍｍ（ｔ）の前記羽根により形成され、前記スリットの羽根間流路寸法（ｈ，ｗ）は、４〜１５ｍｍに設定されることを特徴とする請求項３に記載の混合撹拌機。
【請求項６】
前記羽根は、水平又は垂直に配置されることを特徴とする請求項３又は５に記載の混合撹拌機。
【請求項７】
前記中空連結部は、スラリー流路を中空連結部内に形成する回転方向上流側及び下流側の壁面（４７ａ，４７ｂ）を有し、回転方向上流側の前記壁面（４７ａ）は、前記筐体の法線（Ｇ）に対して９０〜１２０°の角度に配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の混合撹拌機。
【請求項８】
前記泡供給口が、前記回転方向上流側の前記壁面（４７ａ）に設けられたことを特徴とする請求項７に記載の混合攪拌機。
【請求項９】
前記上流側及び下流側の壁面（４７ａ，４７ｂ）は、平行であることを特徴とする請求項７又は８に記載の混合撹拌機。
【請求項１０】
回転方向下流側の前記壁面（４７ｂ）は、前記円環壁の内周面に対して鋭角に配置され、前記中空連結部のスラリー流路に流入した石膏スラリーが前記筐体内に逆流又は還流するのを阻止することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の混合撹拌機。
【請求項１１】
前記中空連結部は、石膏スラリーを前記管内領域の接線方向に流入させるように前記スラリー給送管に接続され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１２】
前記中空連結部は、前記管内領域の石膏スラリーが前記回転盤の回転方向と逆の方向に回転流動するように前記スラリー給送管の中心軸線に対して偏心した位置でスラリー給送管に連結することを特徴とする請求項２又は１１に記載の混合撹拌機。
【請求項１３】
前記中空連結部は、前記管内領域の石膏スラリーが前記回転盤の回転方向と同じ方向に回転流動するように前記スラリー給送管の中心軸線に対して偏心した位置でスラリー給送管に連結することを特徴とする請求項２又は１１に記載の混合撹拌機。
【請求項１４】
前記スラリー排出口、中空連結部及びスラリー給送管を有する一体的アタッチメントが、前記円環壁に着脱可能に取付けられたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の混合撹拌機。
【請求項１５】
外周に円環壁を備えた扁平且つ円形の筐体と、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、前記筐体内で混練された石膏スラリーを筐体外へ排出するために、前記円環壁に開口したスラリー排出口と、一方の開口端がスラリー排出口に接続し、他方の開口端が実質的に垂直円筒状のスラリー給送管に連結した中空連結部と、石膏スラリーに泡を供給する泡供給口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、
前記筐体内に供給された粉体及び液体を前記回転盤の回転によって前記筐体内の混練領域で混練して石膏スラリーを調製し、該石膏スラリーを前記スラリー排出口から中空連結部に流出させる第１混合工程と、
前記スラリー排出口に流入する直前の石膏スラリーに泡を供給するように前記泡供給口をスラリー排出口の回転方向上流側の円環壁に配置し、又は、前記中空連結部の石膏スラリーに泡を供給するように前記泡供給口を中空連結部に配置し、この泡供給口から石膏スラリーに泡を供給するとともに、前記スラリー排出口又はその下流側でスラリー及び泡に剪断力を与え、スラリー及び泡を混合する第２混合工程とを有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１６】
前記スラリー排出口から流出する直前又は直後の石膏スラリーに泡を供給し、円形横断面を有する前記スラリー給送管の管内領域と偏心したスラリー及び泡の流動体を該管内領域に接線方向に流入させ、スラリー及び泡を該管内領域で回転流動させ、回転流動時にスラリーに作用する剪断力によってスラリー及び泡を混合することを特徴とする請求項１５に記載の石膏スラリーの混合撹拌方法。
【請求項１７】
複数のスリットを形成する複数の羽根を前記スラリー排出口に配置し、前記スリットを通過する直前のスラリーに泡を供給し、スリット通過時にスラリーに作用する剪断力によってスラリー及び泡を混合することを特徴とする請求項１５に記載の石膏スラリーの混合撹拌方法。
【請求項１８】
複数のスリットを形成する複数の羽根を前記スラリー排出口に配置し、前記スリットを通過する直前の石膏スラリーに泡を供給し、スリット通過時にスラリーに作用する剪断力によってスラリー及び泡を混合するとともに、円形横断面を有する前記スラリー給送管の管内領域と偏心したスラリー及び泡の流動体を該管内領域に接線方向に流入させ、スラリー給送管の管内領域でスラリー及び泡を回転流動させ、回転流動時にスラリーに作用する剪断力によってスラリー及び泡を更に混合することを特徴とする請求項１５に記載の石膏スラリーの混合撹拌方法。
【請求項１９】
前記混練領域の外周帯域の石膏スラリーを前記円環壁の接線方向に前記スラリー排出口から前記中空連結部に流入させることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の石膏スラリーの混合撹拌方法。
【請求項２０】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の混合撹拌機を使用し、厚さ９．５ｍｍ、幅９１０ｍｍの石膏ボードを１１０ｍ／分以上の製造速度で製造することを特徴とする石膏ボードの製造方法。
【請求項２１】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の混合撹拌機を使用し、１ｍ３／分以上の流量の石膏スラリーを成型手段通過時の石膏ボード原紙の間に供給することを特徴とする石膏ボードの製造方法。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０３６６３
【国際公開日】平成１６年１２月２日（２００４．１２．２）
【発行日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５０６４２４（Ｐ２００５−５０６４２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００７３２３
【国際出願日】平成１６年５月２１日（２００４．５．２１）
【出願人】（０００１６０３５９）吉野石膏株式会社 (48)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年１２月２日（２００４．１２．２）
【発行日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００７３２３
【国際出願日】平成１６年５月２１日（２００４．５．２１）
【出願人】（０００１６０３５９）吉野石膏株式会社 (48)
【Ｆターム（参考）】
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