CN108602202A - 石膏系板材制造装置 - Google Patents

Abstract

提供一种石膏系板材制造装置，其包括搅拌器，调制石膏浆；发泡装置；以及泵，向所述搅拌器输送利用所述发泡装置所制作的泡沫，其中，所述泵为容积式泵。

Description

石膏系板材制造装置

技术领域

本发明涉及一种石膏系板材制造装置。

背景技术

防火性/耐火性、隔音性、隔热性、施工性及经济性等性能优异，因此强化石膏板、普通硬质石膏板、加入了玻璃纤维无纺布的石膏板、玻璃毡石膏板等石膏系板材自以往以来被广泛使用。

石膏系板材可以通过对石膏浆进行成型，并使石膏浆的成型体硬化来制造。需要说明的是，当对石膏浆进行成型而形成成型体时，可以根据需要在成型体的表面或表面附近配置板用原纸或玻璃纤维无纺布等。

并且，对于石膏浆，可以利用搅拌器等对熟石膏、水、以及根据需要进一步添加的黏结剂等其他的各种添加剂进行混合搅拌，并根据情况添加泡沫以设成预定的比重来调制。因此，在制造石膏系板材时所使用的石膏系板材制造装置具有对石膏浆的原料进行混合的混合器(混合搅拌机)或产生泡沫的发泡装置等。

近些年，向石膏浆中添加泡沫从而含有源自该泡沫的空隙的轻质的石膏系板材被广泛制造。在制造该含有源自向石膏浆中所添加的泡沫的空隙的石膏系板材时，若在石膏浆内泡沫并未均匀地分散，并且泡沫聚集并不均匀，则有可能产生石膏系板材表面的局部的膨胀、缺陷等。

因此，自以往以来对能够使泡沫在石膏浆中均匀分散的搅拌器进行了各种研究。

例如，在专利文献1中公开了一种混合搅拌机，其特征在于，包括在外周具备圆环壁的扁平且圆形的壳体、配置在该壳体内并沿预定的旋转方向旋转的旋转盘、为了将在壳体内所混炼的石膏浆排出到壳体外而在圆环壁上开口的浆料排出口、一个开口端与浆料排出口连接并且另一个开口端与大致垂直圆筒状的浆料输送管连结的中空连结部、以及向石膏浆供给泡沫的泡沫供给口，其中，泡沫供给口以向即将流入浆料排出口的石膏浆供给泡沫的方式设置在浆料排出口的旋转方向上游侧的圆环壁上、或者以向流入到中空连结部的石膏浆供给泡沫的方式设置在该中空连结部上。

另外，在专利文献2中，公开了一种石膏浆的混合搅拌机，其包括对石膏浆进行混炼的混炼区域、将该石膏浆从混炼区域送出的浆料送出部、以及在压力下向混炼区域和/或浆料送出部的石膏浆供给泡沫或泡剂的泡沫或泡剂的供给口，并且该石膏浆的混合搅拌机器以将混入了泡沫的石膏浆供给到石膏板材或石膏板的成型线的方式构成，其中，供给口具有对其吐出区域进行分割的分割部件，该分割部件将吐出区域分割为向石膏浆同时供给泡沫或泡剂的多个开口部。

上述专利文献1、2中公开的混合搅拌机与供给泡沫的发泡装置(起泡装置)例如利用配管直接连接，并且采用了通过对发泡装置的泡沫的产生量进行控制来控制针对石膏浆的泡沫添加量的方法。

<现有技术文献>

<专利文献>

专利文献1：国际公开第2004/103663号

专利文献2：国际公开第2015/093209号

发明内容

<本发明所要解决的问题>

然而，当通过对发泡装置的泡沫的产生量进行控制来对针对石膏浆的泡沫添加量进行控制时，由于例如伴随在搅拌器内的石膏浆残留量的微小变化等的压力变动的影响，有时对于针对石膏浆的泡沫添加量会产生极微小的变化。

如上所述，尽管由于搅拌器内的压力变动等而引起的针对石膏浆的泡沫添加量的变化极其微小，但近些年正在寻求以更高的精度对石膏系板材的比重进行控制。并且，由于石膏系板材的比重主要随着向石膏浆中所添加的泡沫的量而变动，因此寻求一种石膏系板材制造装置，其能够精确地控制针对石膏浆的泡沫添加量，而不受搅拌器内的压力变动等的影响。

鉴于上述现有技术的问题，本发明的一个方面的目的在于提供一种能够精确地控制针对石膏浆的泡沫添加量的石膏系板材制造装置。

<用于解决问题的手段>

为了解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种石膏系板材制造装置，其包括：搅拌器，调制石膏浆；发泡装置；以及泵，向所述搅拌器输送利用所述发泡装置所制作的泡沫，其中，所述泵为容积式泵。

<发明的效果>

依据本发明的一个方面，可提供一种能够精确地控制针对石膏浆的泡沫添加量的石膏系板材制造装置。

附图说明

图1是本发明的实施方式中的石膏系板材制造装置的概要说明图。

图2是本发明的实施方式中的搅拌器的立体图。

图3是本发明的实施方式中的搅拌器的横剖面图。

图4是本发明的实施方式中的搅拌器的纵剖面图。

图5A是本发明的实施方式中的取决于泵的种类的石膏系板材中的源自泡沫的空隙的形状的不同的说明图。

图5B是本发明的实施方式中的取决于泵的种类的石膏系板材中的源自泡沫的空隙的形状的不同的说明图。

图5C是本发明的实施方式中的取决于泵的种类的石膏系板材中的源自泡沫的空隙的形状的不同的说明图。

图6是本发明的实施方式中的成型单元的说明图。

图7A是实施例1中的石膏板的板重量的频度分布。

图7B是实施例1中的石膏板的厚度的频度分布。

图8A是比较例1中的石膏板的板重量的频度分布。

图8B是比较例1中的石膏板的厚度的频度分布。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明不限定于以下实施方式，在不脱离本发明的范围的情况下，可对以下实施方式进行各种变形及置换。

对本实施方式的石膏系板材制造装置的一个构成例进行说明。

本实施方式的石膏系板材制造装置可以包括调制石膏浆的搅拌器、发泡装置、以及向搅拌器输送利用发泡装置所制作的泡沫的泵，并且使泵为容积式泵。

使用图1对本实施方式的石膏系板材制造装置进行说明。

图1是本实施方式中的石膏系板材制造装置10的概要说明图。如图1所示，本实施方式的石膏系板材制造装置10可以包括调制石膏浆的搅拌器11、发泡装置12、以及向搅拌器11输送并导入利用发泡装置12所制作的泡沫的泵13。

在发泡装置12与泵13之间、泵13与搅拌器11之间，例如如图1所示可以分别利用配管141、配管142来连接，发泡装置12、泵13及搅拌器11可以利用配管141、142来串联连接。并且，利用发泡装置12所产生的泡沫可以通过配管141向泵13供给，并且进一步从泵13通过配管142向搅拌器11供给。也即，泵13在该泡沫的输送路径上可以被设置在发泡装置12与搅拌器11之间。

需要说明的是，作为配管141、142并未特别限定，例如可以使用金属制或树脂制的管状体，具体来说例如可以使用金属制或树脂制的管道或软管等。

以下对各部件进行说明。

首先，对搅拌器11的构成例进行说明。

作为搅拌器11并无特别限定，只要是能够对原料进行混炼，并调制石膏浆的搅拌器，则可以使用各种搅拌器。

搅拌器11可以具有原料供给部、混炼区域、以及浆料送出部。

因此，搅拌器11例如可以具有向混炼区域内供给粉体成分的未示出的粉体供给口、或向混炼区域内供给液体成分的未示出的液体供给口等来作为原料供给部。粉体供给口例如可以预先与供给粉体成分的粉体供给管111A连接。另外，液体供给口例如可以预先与供给液体成分的液体供给管111B连接。需要说明的是，粉体供给管111A或液体供给管111B的一部分或全部也可以构成原料供给部的一部分。

并且，可以通过在混炼区域对从该些供给管所供给的粉体成分和液体成分进行搅拌、混合，从而调制石膏浆。

使用图2～图4对搅拌器11的具体构成例进行说明。

图2是表示搅拌器11的整体构造的立体图。图3是图2的A-A’线上的横剖面图，表示出搅拌器11的内部构造。图4是图2的B-B’线上的纵剖面图，表示出搅拌器11的内部构造。需要说明的是，对于共同的部件标记相同的符号。另外，在图4中，省略了粉体供给管111A的记载。

如图2所示，搅拌器11可以具有扁平的圆筒状的壳体21，壳体21可以具有水平的圆板状的上板211、水平的圆板状的下板212、以及配置在上板211及下板212之间的外周部分的外周壁213。

上板211和下板212沿高度方向隔出预定间隔，并且以能够对供给到搅拌器11的壳体21内的粉体成分P及液体成分L进行混炼的方式，将混炼区域21a(参见图3、图4)形成在搅拌器11内。

在上板211的中心部形成有圆形开口部2111，与上板211垂直的旋转轴22的扩大下端部221可以构成为贯穿该圆形开口部2111。

可以使旋转轴22预先与未示出的旋转驱动装置、例如电动马达等连结，可以使旋转轴22例如沿图中γ所示的顺时针方向旋转。需要说明的是，也可以根据需要，在未示出的旋转驱动装置与旋转轴22之间预先设置变速装置等。

并且，可以将用于向混炼区域21a内供给要在搅拌器11内进行混炼的粉体成分P的粉体供给管111A预先与上板211连接。另外，可以将用于向混炼区域21a内供给要在搅拌器11内进行混炼的液体成分L的液体供给管111B也预先与上板211连接。

需要说明的是，为了防止搅拌器11内、例如混炼区域21a内的内压过度上升，也可以在壳体21的任意部分、例如上板211上预先设置未示出的内压调节单元等。

另外，对于粉体成分P或液体成分L并无特别限定，可以根据所制造的石膏系板材来任意选择。作为粉体成分P，例如可以包括熟石膏、黏结助剂、无机纤维及轻质骨材、耐火材、凝结调节剂、凝结促进剂、减水剂、泡径调节剂或拒水剂等各种添加剂。另外，作为液体成分L，例如可以包括水、液体的凝结调节剂、凝结促进剂、减水剂、泡径调节剂、拒水剂等各种添加剂。在此，示出了分别配置了1根粉体供给管111A及液体供给管111B的例子，但不限于该形态，也可以根据需要分别设置多根。

使用图3、图4对搅拌器11的壳体21内的构造进行说明。在壳体21内以能够旋转的方式配置有旋转圆板23。并且，旋转圆板23的中心部被固定在旋转轴22的扩大下端部221的下端面上。因此，旋转圆板23可以与旋转轴22一起沿例如γ方向旋转。

旋转圆板23在其外周区域可以具有多个齿形部231，在齿形部231上可以将多个下位销232与旋转圆板23的上表面垂直地固定。另外，在旋转圆板23的与齿形部231相比更内部的内部区域上，也可以以与旋转圆板23的上表面垂直的方式预先固定多个下位销233。

并且，如图4所示，可以在上板211上预先固定多个上位销2112，向混炼区域21a内垂下。并且，下位销233与上位销2112沿旋转圆板23的半径方向交替地配置，通过使旋转圆板23旋转从而能够使两者相对地移动，对导入到壳体21内的石膏浆的原料进行混合搅拌。

在调制石膏浆时，搅拌器11的未示出的旋转驱动装置进行动作，利用旋转轴22及扩大下端部221将动力传递至旋转圆板23，可以使旋转圆板23沿γ方向旋转。此时，可以同时从粉体供给管111A及液体供给管111B向混炼区域21a内供给作为石膏浆的原料的粉体成分P及液体成分L。被供给到混炼区域21a内的作为石膏浆原料的粉体成分P及液体成分L一边被搅拌，一边由于离心力的作用，并被齿形部231向外方及旋转方向前方推压，在旋转圆板23上向外移动，在外周区域上沿圆周方向流动。

在此，如图3所示，可以在搅拌器11的外部预先设置用于将在搅拌器11的混炼区域21a内对粉体成分P和液体成分L进行混炼并调制而成的石膏浆取出到搅拌器11外部的分配口24a、24b或浆料送出部25。需要说明的是，分配口24a、24b或浆料送出部25也可以设置在下板212上。

例如如图3、图4所示，可以在分配口24a、24b上分别连接分配管241a、241b，经由该分配管241a、241b将所调制的石膏浆供给到例如成型机等。需要说明的是，在此，表示出在利用分配口24a、24b所取出的石膏浆中未添加泡沫情况的例子，但并不限于该形态。例如，如以往已知，也可以构成为在分配口24a、24b中也向石膏浆中添加泡沫，对所调制的石膏浆也添加泡沫。需要说明的是，在分配口24a、24b向石膏浆添加泡沫的情况下，例如也可以从发泡装置12直接向分配口24a、24b供给、添加泡沫。

浆料送出部25可以具有在外周壁设置的浆料送出口251、与该浆料送出口连接的中空连结部252、以及垂直槽253。

另外，在浆料送出部25上，可以预先设置(开口)将利用泵13所输送的泡沫供给到石膏浆的泡沫供给口143。具体来说例如，可以预先在浆料送出部25之中的中空连结部252上预先设置(开口)泡沫供给口143。并且，与上述泵13连接的配管142可以在泡沫供给口143与浆料送出部25连接，并经由泡沫供给口143与浆料送出部25、例如中空连结部252连接。

通过具有该结构，从而能够向在混炼区域21a调制，并经由浆料送出口251刚流入中空连结部252后的石膏浆中添加泡沫M。添加了泡沫的石膏浆进一步向下游侧的垂直槽253侧前进，通过在垂直槽253内沿内周壁面旋转运动从而能够均匀地分散在石膏浆中。

需要说明的是，当浆料送出部25中添加泡沫时，并不限定于在中空连结部252设置泡沫供给口143，将配管142与该泡沫供给口143连接的形态。例如可以在中空连结部252的下游侧设置泡沫供给口，并使配管142与该泡沫供给口连接。

另外，将泵13与搅拌器11连接的配管142及泡沫供给口143不限于与搅拌器11的浆料送出部25连接的形态，例如也可以如图3中虚线所示设成与外周壁213连接的配管142’及泡沫供给口143’。利用该泡沫供给方法，从而向从混炼区域21a刚要经由浆料送出口251排出前的石膏浆中添加泡沫，能够与配管142连接至中空连结部252的情况同样地调制添加了泡沫的石膏浆。

如上所述在浆料送出部25或混炼区域21a等添加、分散了泡沫的石膏浆能够在垂直槽253中流下，供给至成型机等。需要说明的是，在图2、图4中，表示出了对于垂直槽253使用了短圆筒状的直管的形态，但并不限定于此。例如可以将其一部分设为图2、图4所示的圆筒状，在向成型机供给的石膏浆的输送方向的下游侧设为软管状的任意的形状。此情况中，在垂直槽253的下游侧，也可以根据搅拌器11和成型单元16的布局，包括屈曲部、弯曲部等。另外，也可在中空连结部252上连接软管状的槽来代替垂直槽253。也即，可以不设置垂直槽253，而是在中空连结部252上直接连接软管状的槽。在此情况下，与垂直槽253的情况同样，在该软管状的槽内能够向石膏浆中均匀地分散泡沫。另外，对于软管状的槽，也可以根据搅拌器11和成型单元16的布局，包括屈曲部、弯曲部等。

至此对搅拌器11的构成例进行了说明，但不限于该形态。只要是能够对作为原料的粉体成分P和液体成分L进行混炼并调制石膏浆、能够向该石膏浆中添加泡沫的搅拌器，则可以使用各种形态的搅拌器。

接着对发泡装置12进行说明。

在发泡装置12中，例如可以使用起泡剂来制作(生成)泡沫。因此，如图1所示，可以预先连接针对发泡装置12供给起泡剂的起泡剂供给管121A、或供给空气的空气供给管121B等。需要说明的是，根据需要也可以预先设置未示出的供给水的水供给管等。

对于在发泡装置12中从起泡剂制作泡沫的方法并无特别限定，例如可以使用诸如向起泡剂中吹入空气的预成型方式。

利用预成型方式来制作泡沫的情况下，发泡装置12可以具有主要收容起泡剂原液的起泡剂收容罐。需要说明的是，在起泡剂收容罐上，可以预先连接上述起泡剂供给管121A。

另外，在发泡装置中，可以进一步具有用于从起泡剂收容罐中吸出一定量的起泡剂原液的泵、以及向从起泡剂收容罐中所吸出的起泡剂原液中吹入压缩空气并且对所得到的起泡剂溶液与空气的混合物进行搅拌并根据起泡剂溶液来制作泡沫的发泡部等。需要说明的是，在发泡部上，可以预先连接上述空气供给管121B。

作为从起泡剂来制作泡沫的方法，并不限于上述向起泡剂原液中吹入压缩空并且对所得到的起泡剂原液与空气的混合物进行搅拌的形态。

例如，可以通过预先用水来稀释起泡剂原液使其为预定的稀释率而形成起泡剂稀释溶液后，向该起泡剂稀释溶液吹入压缩空气，对所得到的起泡剂稀释溶液与空气的混合物进行搅拌来制作泡沫。

在该情况下，发泡装置12可以进一步具有储藏水的水罐、以及从水罐中吸出一定量的水的泵。另外，发泡装置12也可以具有用于利用水来稀释起泡剂使其为预定的稀释率而形成起泡剂原液的稀释水溶液的稀释罐、以及用于吸出一定量的起泡剂稀释溶液的泵。

对于在发泡装置12中对起泡剂原液或起泡剂稀释溶液与空气的混合物进行搅拌的方法并无特别限定，例如可以施加利用高速搅拌所生成的剪切力进行搅拌，制作泡沫。另外，也可以使起泡剂原液或起泡剂稀释溶液与空气的混合物通过细微的粒状的珠中来进行搅拌。

需要说明的是，为了提高关于起泡剂、水及空气的量化精度并得到一定量的泡沫，可以在输送各物质的配管的途中设置已知的流量计，并基于流量计的检测值来自动地控制各物质的流量。

对于在发泡装置12中所使用的起泡剂并无特别限定，可以使用以往用于石膏系板材的制造的、阴离子性、阳离子性、非离子性、以及两性的表面活性剂。对于起泡剂，优选为阴离子性表面活性剂，特别优选可举出烷基、烷芳基、烷基醚、烷芳基醚、聚氧乙烯烷基醚(氧化聚乙烯烷基醚)、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(氧化聚乙烯氧化聚丙烯烷基醚)等的硫酸盐。

对于用发泡装置12所制作的泡沫的量并无特别限定，发泡装置12每单位时间所制作泡沫的量优选为泵13向搅拌器11每单位时间所输送的泡沫的量以上。其原因是，若发泡装置12每单位时间所制作泡沫的量少于泵13向搅拌器11每单位时间所输送的泡沫的量，则向发泡装置12的发泡部内所供给的发泡前的起泡剂等有可能会被泵13输送。

用发泡装置12所制作的泡沫可以经由泵13直接输送至搅拌器11，也可以在发泡装置12与泵13之间设置未示出的供给罐(service tank)(缓冲器)，在该供给罐内预先积存。需要说明的是，对于设置供给罐的场所并无特别限定，例如可以设置在发泡装置12内等。

当将用发泡装置12所制作的泡沫经由泵13直接输送至搅拌器，并且利用泵13每单位时间输送的泡沫量少于发泡装置12每单位时间制作的泡沫量的情况下，也可以在配管141等中积存泡沫。

但是，这样在配管141或供给罐内预先积存泡沫的情况下，优选预先设置当为预定压力以上时释放泡沫的单元、例如背压阀122，以使该些部件内的内压不会过度上升。需要说明的是，在图1示出了将背压阀122与发泡装置12连接的例子，但并不限于该形态，也可以将释放泡沫的单元与例如配管141或供给罐等连接。

另外，代替上述释放泡沫的单元或除了释放泡沫的单元以外，可以在配管141或供给罐上预先设置未示出的压力计、以及对发泡装置12进行控制的控制单元15。该情况下，可以在由压力计所检测出的压力达到一定压力以上时，利用控制单元15进行停止发泡装置12所进行的泡沫制作，直到压力计所检测出的压力降低。

接着，对泵13进行说明。

如上所述在以往的石膏系板材制造装置中，具有发泡装置与搅拌器用配管直接连接的结构，由于搅拌器内的微小的压力变动，存在泡沫的添加量也产生变动的问题。因此，本发明的发明人通过进行研究，发现通过在发泡装置12与搅拌器11之间另行配置发泡装置12或搅拌器11之外的泵13，从而能够抑制搅拌器内的微小的压力变动的影响，并对针对石膏浆的泡沫添加量进行精确控制。

考虑其原因是，通过利用泵13向搅拌器11供给利用发泡装置12所制作的泡沫，从而能够对抗在搅拌器11内的微小的压力变动。但是，取决于泵的种类，有可能在其构造上对泡沫施加过度的压力，或者在泡沫变形的状态下被添加到石膏浆中，或者产生泡沫破裂的破泡等。

因此，通过对于所使用的泵进行进一步的研究，确认了取决于泵的种类，当使添加了泡的石膏浆硬化并形成石膏硬化体时，在该石膏硬化体中所包含的源自泡沫的空隙的形状不同。

在此，使用图5A～图5C对取决于泵的种类的、使添加有泡沫的石膏浆硬化了的石膏系板材中所包含的源自泡沫的空隙的形状的不同进行说明。

图5A是针对使利用在发泡装置12与搅拌器11之间设置了作为容积式泵之中的旋转泵的螺杆泵来作为泵13的石膏系板材制造装置10所调制的添加有泡沫的石膏浆硬化后的石膏系板材的剖面利用扫描型电子显微镜(SEM)进行放大显示的图。

图5B是针对除了使用作为容积式泵之中的往复泵的隔膜泵作为泵13一点以外与图5A的石膏系板材的情况同样地制作的石膏系板材的剖面同样地进行放大显示的图。

需要说明的是，容积式泵是利用往复运动或旋转运动使一定空间容积中的浆料等液状物产生容积变化，向液状物施加能量并对其进行输送的泵。并且，旋转泵是该容积式泵之中利用旋转的零件的旋转运动对液状物进行吸引、吐出的泵，往复泵是该容积式泵之中利用零件的往复运动对液状物进行吸引、吐出的泵。

图5C是针对除了使用作为使叶轮在壳体内旋转对液体施加能量的利用了离心力的离心式泵的涡卷泵作为泵13一点以外与图5A的石膏系板材的情况同样地制作的石膏系板材的剖面同样地进行放大显示的图。

能够确认出图5A、图5B所示的使用容积式泵作为泵13所制作的石膏系板材中的源自泡沫的空隙51、52具有大致球形的形状，其大小也为大致均匀。相比之下，也能够确认出图5C所示的使用作为离心式泵的涡卷泵作为泵13所制作的石膏系板材中的源自泡沫的空隙53为不定形，与图5A、图5B所示的石膏系板材的情况相比能看出其大小不均匀。需要说明的是，对于任意的情况均改变泵的运转条件并制作石膏系板材同样地进行分析，能看出同样的倾向。

考虑当制作图5C所示的石膏系板材时，如上所述使用涡卷泵向石膏浆中添加泡沫，由于所使用的涡卷泵对利用发泡装置所制作的泡沫强力地施加了外力，泡沫在变形的状态下被添加至石膏浆中。并且，若如上所述变形状态的泡沫被添加至石膏浆中，则由于泡沫彼此容易凝集，因此会在石膏浆内看到泡沫的大小不均匀。

因此，考虑当作为泵13使用非容积式泵的涡卷泵的情况下，如图5C所示，源自泡沫的空隙53的形状不定形，并且能看出其大小不均匀。

需要说明的是，在图5C中示出了石膏系板材的显微观察的分析结果，当制造图5C所示的石膏系板材时，若石膏浆中的泡沫凝集产生较大的泡沫，则有可能在所得到的石膏系板材中，产生源自泡沫的巨大的空隙，好像看到石膏的一部分脱落。另外，由于在石膏浆中所产生的较大的泡沫，有可能在配置在石膏系板材的表面上的板用原纸等的表面覆盖材中产生膨胀。

相比之下，在制作图5A、图5B所示的石膏系板材时所使用的容积式泵，无论何运转条件，均能够以从发泡装置至搅拌器不向泡沫施加过剩的力的方式进行输送。因此，如图5A、图5B所示，能够形成具有为大致球形的形状、大小也大致均匀的源自泡沫的空隙51、52的石膏系板材。

并且，在容积式泵之中，旋转泵是利用转子或齿轮的转动运动进行吸引、吐出作用的泵，能够向石膏浆中添加泡沫而特别地不对泡沫施加过剩的力。因此，如图5A所示，当使用旋转泵作为泵13的情况下，特别能够抑制泡沫在石膏浆中变形或者泡沫彼此凝集。另外，也能够抑制破泡的产生。

因此，如图5A所示，对于所得到的石膏系板材中的源自泡沫的空隙，其形状能够格外地为大致球形形状，并且能够使源自泡沫的空隙的尺寸大致均匀。再有，在所得到的石膏系板材中，也能够抑制在石膏芯中产生巨大的空隙、或者在表面覆盖材中产生膨胀。

根据以上的研究结果，作为泵13，可以优选使用以不会对用发泡装置12所制作的泡沫施加过剩的力的方式进行输送的容积式泵。具体来说，可以使用隔膜泵、活塞泵等往复泵、齿轮泵、叶轮泵、螺杆泵等旋转泵。

并且，作为泵13，特别可以优选使用旋转泵，进一步优选使用螺杆泵。螺杆泵是使用螺旋式的转子来输送对象物的形式的泵，也被称为螺旋泵。

在螺杆泵中，通过螺旋式的转子在定子内旋转，从而在两者的间隙中形成被称为腔室的一系列的独立的密闭空间。并且，通过转子在定子内旋转，从而能够一边产生较强的吸引力一边使腔室向吐出侧移动，不对泡沫施加过度力地进行输送。

由于利用该螺杆泵能够实现无脉动、定量输送，因此能够特别精确地控制针对石膏浆的泡沫添加量，如上所述作为泵13，可以进一步优选使用。

另外，在螺杆泵之中，特别优选使用单轴螺杆泵。作为单轴螺杆泵，例如已知单轴偏心螺杆泵(也被称为单泵(注册商标)、莫诺(Moineau)泵)，可以优选使用。

如上所述，在本实施方式的石膏系板材制造装置中，泵13可以配置在发泡装置12与搅拌器11之间。此时，对于发泡装置12与泵之间的距离、以及泵13与搅拌器11之间的距离并无特别限定，从抑制搅拌器11内的压力变动对泡沫的供给的影响的观点来看，优选泵13配置在尽可能靠近搅拌器11的位置上。

因此，优选连接泵13与搅拌器11的配管142的长度L2比连接发泡装置12与泵13的配管141的长度L1短。其原因是，如上所述，优选将泵13配置在搅拌器11的附近。

如上所述，以往用配管将发泡装置与搅拌器直接连接。因此，若发泡装置侧的压力不比搅拌器侧高则无法向搅拌器侧供给泡沫。另一方面，当用发泡装置发泡时，由于压力对所制作的泡沫的量及形状给予较大的影响，因此无法极大地增大发泡装置侧的压力。另外，由于受到搅拌器的压力变动，因此有可能会对发泡装置所制作的泡沫的量及形状产生影响。

相比之下，在本实施方式的石膏系板材制造装置10中，利用泵13的送入功能，能够与发泡装置12与搅拌器11之间的压力无关地从发泡装置12向搅拌器11定量地供给泡沫。具体来说，无论泵13的泡沫吸入口131(参见图1)中的压力和泵13的泡沫吐出口132中的压力谁更高，均能够从设在搅拌器11上的泡沫供给口143定量地供给泡沫。另外，泡沫的供给量相对于来自搅拌器侧的压力不会受到影响。

因此，在本实施方式的石膏系板材制造装置10中，对于泵13的泡沫吸入口131中的压力和泡沫吐出口132中的压力并无特别限定。

需要说明的是，此处所说的泵13的泡沫吸入口131是泵13将从发泡装置12所输送的泡沫吸入的开口部，连接发泡装置12与泵13的配管141利用泡沫吸入口131被连接到泵13。此处所说的泵13的泡沫吐出口132是泵13将从发泡装置12所输送的泡沫吐出的开口部，连接泵13与泡沫供给口143的配管142利用泡沫吐出口132被连接到泵13。

至此，对本实施方式的石膏系板材制造装置10中所包含的部件进行了说明，但本实施方式的石膏系板材制造装置也可以根据需要具有上述发泡装置12、泵13及搅拌器11以外的各种部件。

本实施方式的石膏系板材制造装置10例如如图1所示也可以具有成型单元16。使用图6对成型单元16的构成例进行说明。需要说明的是，对于至此使用附图所说明的部件共同的部件标记相同符号。

成型单元16能够将用搅拌器11所调制的石膏浆成型并加工成所需的形状、尺寸，形成石膏系板材。

图中自右侧向左侧，作为表面材的表面覆盖原纸(板用原纸)61被沿生产线输送。

搅拌器11可以配置在与输送线关联的预定位置，例如输送线的上方或旁边。由于对搅拌器11已经进行了说明，因此省略详细的说明。

并且，可以将利用搅拌器11所得到的石膏浆63从搅拌器的分配口24a、24b取出，通过分配管241a、241b，在辊式涂布机64的输送方向的上游侧供给至表面覆盖原纸(板用原纸)61及背面覆盖原纸(板用原纸)62上。

供给到表面覆盖原纸61及背面覆盖原纸62上的石膏浆63分别到达辊式涂布机64的延展部，并在延展部被延展。需要说明的是，辊式涂布机64可以具有涂布辊641、接受辊642、及废料除去辊643。并且，当覆盖原纸通过涂布辊641与接受辊642之间时，可以在表面覆盖原纸61及背面覆盖原纸62上延展石膏浆63。

这样一来，石膏浆63的薄层和边缘部区域两者形成在表面覆盖原纸61上。另外，同样地石膏浆63的薄层形成在背面覆盖原纸62上。需要说明的是，在图6中示出了使用辊式涂布机64将石膏浆63涂布在表面覆盖原纸61及背面覆盖原纸62上的例子，但并不限于该形态。例如可以使用辊式涂布机64将石膏浆63仅涂布在表面覆盖原纸61或背面覆盖原纸62任意一者上。另外，也可以将石膏浆63仅配置在表面覆盖原纸61的侧端部。

表面覆盖原纸61被原样输送，背面覆盖原纸62由转向辊65被向表面覆盖原纸61的输送线方向转向。并且，表面覆盖原纸61及背面覆盖原纸62两者到达成型机66。

另一方面，从搅拌器11经由浆料送出部25将添加有泡沫的石膏浆67供给到成型机66之前。作为从搅拌器11被供给、在成型机66前滞留的含有泡沫的石膏浆67的石膏浆滞留物161可以利用成型机66被成型为在表面覆盖原纸61及背面覆盖原纸62上所形成的薄层之间的层，形成成型体。

如上所述，形成了作为石膏浆的成型体的由表面覆盖原纸61、石膏浆及背面覆盖原纸62所构成的具有三层构造的连续的层叠体。

至此对仅向从浆料送出部25供给的石膏浆67中添加泡沫的形态，但也可以如以往公知地在分配口24a及/或分配口24b向石膏浆添加泡沫，形成含有泡沫的石膏浆。需要说明的是，在分配口24a、24b向石膏浆添加泡沫的情况下，例如也可以从发泡装置12向分配口24a、24b直接供给、添加泡沫。

在利用成型机成型为所需的形状后，石膏浆中的熟石膏(半水石膏)利用水和反应生成二水石膏的针状结晶，通过凝结、凝固、硬化成为石膏系板材。

需要说明的是，在此以制造石膏板材的成型单元为例进行了说明，但不限于该形态。

作为石膏系板材，例如可举出石膏板材、玻璃毡石膏板、加入了玻璃纤维无纺布的石膏板、渣石膏板等。并且，在成型单元中，可以根据所制造的石膏系板材，将作为表面材的板用原纸变更为玻璃纤维无纺布(玻璃薄毡(glass tissue))或玻璃毡(glass mat)，并以其为表面或配置成埋入表面附近，或者不使用表面材进行成型。

另一方面，若来自搅拌器11的石膏浆67的供给量变动，则石膏浆滞留物161的体积有时会变动。并且，根据本发明的发明人的研究，在成型机66中形成为所需的厚度后，被输送的成型体的厚度有时会根据石膏浆滞留物161的体积的变化而产生微小的变动。由于随着成型体的厚度变动使得所得到的石膏系板材的厚度也有可能变动，因此从制造厚度被精确控制的石膏系板材的观点来看优选将石膏浆滞留物161的体积保持大致恒定。

因此，例如如图1所示，本实施方式的石膏系板材制造装置优选除了具有对利用搅拌器11所调制的石膏浆进行成型的成型机，还具有对在成型机前滞留的石膏浆的体积的变化进行检测的传感器17。并且，优选具有基于作为传感器17的检测结果的在成型机前滞留的石膏浆的体积的变化对从发泡装置12向搅拌器11的泡沫的供给量进行控制的控制单元15。

作为对石膏浆滞留物161进行控制的方法，考虑有例如对供给到搅拌器11的粉体成分P及液体成分L的供给量进行控制的方法、以及对针对搅拌器11的泡沫的供给量进行控制的方法。

对于前者的情况，需要与从开始对供给至搅拌器11的原料供给量进行控制、至供给到成型机66前的石膏浆滞留物161的石膏浆的体积发生变化的搅拌器11内的原料的滞留时间对应的时间。相比之下，对于后者的情况，由于如上所述是在作为搅拌器11的出口的浆料送出部附近添加泡沫，因此能够缩短从控制开始至供给到成型机前的石膏浆滞留物的石膏浆的体积发生变化的时间。

因此，如上所述，优选构成为，基于用于对滞留在成型机前的石膏浆的体积的变化进行检测的传感器的检测结果，对从发泡装置12向搅拌器11的泡沫的供给量进行控制。

需要说明的是，从发泡装置12向搅拌器11的泡沫供给量例如可以利用泵13的运转条件或发泡装置12的运转条件来控制。

控制单元15只要被构成为如上所述根据来自传感器17的检测结果对泵13等的运转条件进行控制即可，对于其具体的构成并无特别限定。例如如图1的虚线所示，控制单元15也可以构成为，在制造石膏系板材时，对上述发泡装置12或泵13以外的构成石膏系板材制造装置10的各部件、也即搅拌器11、上述成型单元16、传感器17等进行控制。

控制单元15也可以被构成为例如分别设在石膏系板材制造装置10所包含的各部件上，并能够在设在各部件上的控制单元之间进行通信等。

对于传感器17的构成也无特别限定。由于只要是能够对成型机66前的石膏浆滞留物161的体积变化进行检测的传感器即可，因此例如可以使用能够对传感器17与石膏浆滞留物161表面之间的距离的变化进行检测的非接触式传感器、或者能够对石膏浆滞留物的滞留量进行测定的接触式及/或非接触式传感器等。

本实施方式的石膏系板材制造装置也可以根据需要具有至此说明的部件以外的各种部件、单元。

例如，除了成型单元16以外，也可以在成型单元16的下游侧预先配置例如对成型机66所成型的成型体进行粗切断的粗切断切刀、针对成型机66所成型的成型体将剩余的水分干燥的干燥单元、对所制造的石膏系板材进行裁断的裁断单元、或者对所制造的石膏系板材进行输送的输送单元等。

另外，尽管在图1中示出了设置有1台搅拌器11的例子，但并不限定于该形态，例如也可以设置多台搅拌器11。

在设置了多台搅拌器、并且如例如关于图6所示的成型单元所说明地制造未添加泡沫的石膏将63和添加泡沫的石膏浆67的情况下，也可以利用不同的搅拌器来制作石膏浆63和石膏浆67。

在石膏系板材制造装置10具有多台搅拌器11的情况下，对于多台搅拌器11之中在石膏浆中添加泡沫的搅拌器，如至此所说明地，优选构成为连接发泡装置12及泵13。

根据上述说明的本实施方式的石膏系板材制造装置，由于在发泡装置与搅拌器之间设置了泵，因此能够精确地控制针对石膏浆的泡沫添加量，而不受搅拌器内的内压的变化影响。

另外，根据本实施方式的石膏系板材制造装置，如上所述，由于能够精确地控制针对石膏浆的泡沫添加量，因此能够良好地用于制造例如比重为0.4以上0.7以下的、含有大量源于泡沫的空隙的石膏系板材。

[实施例]

以下举出具体的实施例进行说明，但本发明不限定于该些实施例。

[实施例1]

使用图1所示的石膏系板材制造装置制造100块由JIS A 6901(2014)所规定的板厚为12.5mm、宽度为909mm、长度为1820mm的石膏板，并对该石膏板的厚度及重量的均匀性进行了评价。

在此，关于本实施例的石膏板的制作步骤使用图1～图4、图6进行说明。

首先，对向石膏板供给石膏浆的制造步骤进行说明。

在本实施例中，使用图1所示的石膏系板材制造装置10所包含的发泡装置12、泵13及搅拌器11调制石膏浆，利用成型单元16对所调制的石膏浆进行成型，制造了石膏板。

如图1所示，发泡装置12与泵13以及泵13与搅拌器11分别被配管141、142连接，泵13在泡沫的输送路径上被设置在发泡装置12与搅拌器11之间。并且，利用泵13将利用发泡装置12所制造的泡沫向搅拌器11输送。需要说明的是，配管141的长度L1和配管142的长度L2被构成为L2＜L1。

在发泡装置12上连接有图1所示的起泡剂供给管121A和空气供给管121B、以及未示出的水供给管。在发泡装置内配置有起泡剂收容罐、水罐、稀释罐、发泡部，在起泡剂收容罐上连接有起泡剂供给管121A，在水罐上连接有水供给管。

并且，用泵分别将供给到起泡剂收容罐中的起泡剂以及供给到水罐的水吸出并供给到稀释罐，在稀释罐内形成起泡剂稀释溶液。接着，通过利用泵从稀释罐内向发泡部供给起泡剂稀释溶液，并从与发泡部连接的空气供给管121B供给空气从而形成起泡剂稀释溶液与空气的混合物，对该混合物施加剪切力制作泡沫。

需要说明的是，使用包含烷基醚硫酸盐的起泡剂作为主成分。

作为泵13，使用了作为容积式泵之中的旋转泵的一种的单轴偏心螺杆泵。另外，在制造石膏板期间，以泵13的泡沫吸入口131中的压力高于泵13的泡沫吐出口132中的压力的方式，对发泡装置12及泵13的运转条件进行了控制。需要说明的是，尽管对泵13的泡沫吸入口131中的压力与泵13的泡沫吐出口132中的压力的压力差并无特别限定，但为保险起见预先对0.01MPa以上0.20MPa以下的情况下能够正常地制造石膏板进行了确认。并且，在本实施例中，将泵13的泡沫吸入口131中的压力与泵13的泡沫吐出口132中的压力的压力差设定为0.05MPa对运转条件进行了控制。

搅拌器11具有图2～图4所示的构造，具有原料供给部、混炼区域以及浆料送出部。

原料供给部具有供给粉体成分的未示出的粉体供给口、供给液体成分的未示出的液体供给口，粉体供给口与粉体供给管111A连接，液体供给口与液体供给管111B连接。

并且，通过在混炼区域21a内对从原料供给部所供给的粉体成分、液体成分进行搅拌、混合来调制石膏浆。对于混炼区域21a内的构成，由于已经进行了说明，因此在此省略说明。

并且，从设在搅拌器11的壳体21的外周壁213上的分配口24a、24b、以及浆料送出部25取出所调制的石膏浆，向成型单元16供给。

需要说明的是，浆料送出部25具有设在外周壁213上的浆料送出口251、与该浆料送出口连接的中空连结部252、以及垂直槽253。

并且，在浆料送出部25的中空连结部252上设置(开口)有泡沫供给口143，将与泵13的泡沫吐出口132连接的配管142连接到泡沫供给口143，在中空连结部252向石膏浆添加了来自泵13的泡沫。

需要说明的是，利用浆料送出部25，以石膏芯的比重为0.65的方式添加了泡沫。

另外，作为将成为石膏浆的原料的粉体成分，使用熟石膏、凝结调节剂、减水剂、黏结助剂，以相对于100质量份的熟石膏，凝结调节剂为1质量份、减水剂为0.3质量份、黏结助剂为0.5质量份的方式进行了混合。

作为将成为石膏将的原料的液体成分，使用水，以相对于粉体成分中的100质量份熟石膏，水为70质量份的方式进行了供给。

如上所述，利用发泡装置12、泵13及搅拌器11连续地调制石膏浆，向成型单元16供给了石膏浆。需要说明的是，从浆料送出部25供给添加了泡沫的石膏浆，从分配口24a、24b供给未添加泡沫的石膏浆。

接着，使用图6对利用成型单元16对石膏浆进行成型并制作石膏板的步骤进行说明。

自图6中右侧向左侧沿生产线连续地输送表面覆盖原纸(板用原纸)。需要说明的是，在本实施例中，对于表面覆盖原纸61及后面说明的背面覆盖原纸62均使用了200g/m²的板用原纸。

并且，将如上所述在搅拌器11中所得到的石膏浆从分配口24a、24b通过分配管241a、241b，在辊式涂布机64的输送方向的上游侧供给至表面覆盖原纸61及背面覆盖原纸62上。

表面覆盖原纸61及背面覆盖原纸62上的未添加泡沫的石膏浆63分别到达辊式涂布机64的延展部，并在延展部被延展。石膏浆63的薄层和边缘部区域两者形成在表面覆盖原纸61上。另外，同样地石膏浆63的薄层形成在背面覆盖原纸62上。

表面覆盖原纸61被原样输送，背面覆盖原纸62由转向辊65被向表面覆盖原纸61的输送线方向转向。

并且，表面覆盖原纸61及背面覆盖原纸62两者到达成型机66。在此，在各板用原纸、也即表面覆盖原纸61及背面覆盖原纸62上所形成的薄层之间，添加了泡沫的石膏浆67通过浆料送出部25被供给。

并且，通过利用成型机66，从而在表面覆盖原纸61与背面覆盖原纸62之间，形成配置有由石膏浆63及石膏浆67所形成的层的连续的层叠体。此时，以石膏板的厚度为12.5mm的方式进行了成型。

需要说明的是，设置了用于对作为滞留在成型机66前的石膏浆的石膏浆滞留物161的体积的变化进行检测的传感器17。并且，利用控制单元15基于传感器17的检测结果对从泵13向搅拌器11供给的泡沫的供给量进行控制，从而使石膏浆滞留物161的体积在石膏板的制造期间被保持恒定。具体来说，当石膏浆滞留物161的体积减少时，使从泵13向搅拌器11的泡沫供给量增加，当石膏浆滞留物161的体积增加时，使从泵13向搅拌器11的泡沫供给量减少。

需要说明的是，作为传感器17，使用了能够对石膏浆滞留物161表面与传感器17之间的距离的变化进行检测的非接触式传感器。

在输送过程中使所得到的成型体硬化。并且，硬化的同时到达未示出的粗切断切刀。粗切断切刀将连续的层叠体切断为预定长度的板状体，形成由被原纸覆盖的以石膏为主体的芯材构成的板状体、也即石膏板的半成品。

被粗切断的层叠体进一步通过干燥机(未示出)，被强制干燥并除去多余的水分(干燥步骤)。之后，裁断为预定长度的产品而制造出石膏板。

针对100块所得到的石膏板，对其厚度、及每1块的板重量进行测定，对其均匀性进行了评价。结果如图7A、图7B所示。

图7A表示出石膏板的板重量的频度及累积(％)。图7B表示出石膏板的厚度的频度及累积(％)。

[比较例1]

除了未设置泵13一点以外，与实施例1同样地制造了100块石膏板。

需要说明的是，在比较例1中，由于未设置泵13，因此利用配管将发泡装置12与搅拌器11直接连接。并且，对于从发泡装置12向搅拌器11供给的泡沫的量，利用向发泡装置供给的起泡剂等原料的供给量进行了控制。

针对100块所得到的石膏板，对其厚度、及每1块的板重量进行测定，对其均匀性进行了评价。结果如图8A、图8B所示。

图8A表示出石膏板的板重量的频度及累积(％)。图8B表示出石膏板的厚度的频度及累积(％)。

根据图7A、图7B、图8A、图8B所示的结果能够确认出，实施例1与比较例1相比，其板重量的均匀性、也即分布幅变小。另外，对于板的厚度也能够确认同样的趋势。考虑其原因是，由于在实施例1中，在发泡装置12与搅拌器11之间配置泵13，能够对针对石膏浆的泡沫的添加量精确地进行控制，因此能够确保石膏板的比重为大致恒定。

另外，通过利用激光显微镜对在实施例1中所得到的石膏板的剖面进行评价，确认了源自添加到石膏浆中的泡沫的空隙具有大致球形的形状，并且其尺寸也大致均匀。考虑其原因是，由于使用了作为容积式泵之中的一种旋转泵的单轴偏心螺杆泵作为泵，因此在利用泵来输送泡沫时，能够抑制泡沫变形，而不会对泡沫施加过度的力。

以上通过实施方式等对石膏系板材制造装置进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式等。可以在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形、变更。

本申请以2016年2月10日向日本专利局申请的日本专利申请第2016-023897号作为要求优先权的基础，本国际申请援引日本专利申请第2016-023897号的全部内容。

符号说明

10 石膏系板材制造装置

11 搅拌器

12 发泡装置

13 泵

15 控制单元

17 传感器

66 成型机

Claims (7)

1.一种石膏系板材制造装置，其包括：

搅拌器，调制石膏浆；

发泡装置；以及

泵，向所述搅拌器输送利用所述发泡装置所制作的泡沫，

其中，所述泵为容积式泵。

2.根据权利要求1所述的石膏系板材制造装置，其中，所述泵在所述泡沫的输送路径上被设置在所述发泡装置与所述搅拌器之间。

3.根据权利要求1或2所述的石膏系板材制造装置，其中，所述搅拌器具有原料供给部、混炼区域、以及浆料送出部，

在所述浆料送出部上，设置有将利用所述泵所输送的泡沫供给到石膏浆的泡沫供给口。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的石膏系板材制造装置，其中，所述泵为旋转泵。

5.根据权利要求4所述的石膏系板材制造装置，其中，所述泵为螺杆泵。

6.根据权利要求5所述的石膏系板材制造装置，其中，所述螺杆泵为单轴螺杆泵。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的石膏系板材制造装置，其中，所述石膏系板材制造装置进一步包括：

成型机，对利用所述搅拌器所调制的所述石膏浆进行成型；

传感器，对滞留在所述成型机前的石膏浆的体积的变化进行检测；以及

控制单元，基于所述传感器的检测结果，对从所述发泡装置向所述搅拌器的泡沫的供给量进行控制。