JP3257911B2 - 建築材料の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建築材料の製造装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、石膏ボードは図６に示すような製
造ラインによって製造されてきた。製造ラインについて
簡単に説明すると、ラインの最上流部には表面側ボード
原紙のロール２０が配され、コンベア２１上にはこのロ
ール２０から連続してボード原紙が繰り出されてくる。
また、ロール２０に近接してミキサー２２が設けられて
おり、焼石膏と水、添加剤等を混和してボード原紙上に
スラリー状にして流し落とすようになっている。その
後、他のロール２３から繰り出された裏面側ボード原紙
を重ね合わせる。そして、所定ストロークの間を移送さ
れる過程で、ボード原料の硬化と水和が行われるととも
に、この後に一次カッター２４によって仮のカッティン
グがなされる。この場合のカッティングは、ライン全体
の行程を短かくさせるべくラインの方向転換を行うため
になされるものであり、剪断式のカッターを一定タイミ
ングで動作させ、ほぼ定寸ずつに切断を行うようになっ
ている。

【０００３】定寸毎にカットされたボード原材２は、方
向転換をさせられた後に反転機２５によって表裏反転さ
れ、二列毎に並列させた状態でドライヤー２６へと移送
される。ドライヤー２６内では各ボード原材２は多段に
かつ各段毎に左右に二枚以上、複数列に縦列させた状態
で留置され、所定の乾燥時間を経て、各段毎に排出され
る。そして、通過した二枚のボード原材２は、直ちに反
転機２７によって面合わせされた後、二次カッター２８
によって予め規定された製品の規格寸法でかつ端縁がト
リミングされた状態でカットされる。かくして、コンベ
ア２１の終端にて製品として取り出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、製品化した
状態での石膏ボードは規格毎に定寸化されたものとなっ
ており、実際のボードの建て込み現場ではその都度の必
要寸法に応じて切断がなされている。したがって、切断
によって端材（余剰となる部分）が生じ、その処理に困
るといった問題点があった。この問題を解消するために
は、製造ラインを改良して、ドライヤー２６によって乾
燥を行う前に、必要とする寸法に合わせてボード原材２
を切断すればよいのであるが、こうすると次のような理
由により、ボード原材２毎に乾燥条件が不均一となる。

【０００５】つまり、ボード原材２は上記したように、
ボード原紙によってその表裏および両側面の周面が覆わ
れるが、前後の端面だけは切断によって石膏ボードの芯
材となる部分が露出された状態にある。このため、とり
わけ前後の露出面からはボード内の水分が抜け出やす
く、この前後の両端面の近傍部分だけは他所に比べて脱
水が早く進行する。したがって、ボード原材２の熱分布
を考慮すると、ボード原材２の前後部分のみが局所的に
温度が高まり、このため、ボード原材２の長さに応じて
中央部分と前後の端面近くとでは含水分の差が大きくな
る、という乾燥状況の不均一さが顕著に現れてしまう。
乾燥状況が不均一になれば、石膏の組織構造も不均一と
なってボード間の品質にばらつきを生じる結果となる。

【０００６】かくして、乾燥前に所望とする寸法にカッ
トするという方策は採用できず、依然として余剰材の処
理に困るというのが現状であった。

【０００７】また、次のような問題点もある。従来では
ラインの全長をなるべく短くするために、コンベア２１
の搬送方向を途中で転換させている。このため、搬送さ
れてくるボード原材２を、一旦ストッパによって受け止
めるようにしている。しかし、このとき、ストッパには
カッター２４の切断端面である前端面が衝突することに
なるため、ボード原紙が石膏部分から剥離を生じること
がある。剥離の程度が大きい場合には二次カッター２８
によってトリミングを行なっても完全には除去できない
こともあり、不良品として取り扱われてしまう。したが
って、現状はこのような剥離部分が生じることを予め見
越して通常から余分に切り落とすようにしており、歩留
りを悪くしていた。

【０００８】また、このようなことは一次カッター２４
による仮のカッティングが乾燥工程の前になされること
に起因しても生じる。すなわち、ボード原紙はよく知ら
れるように、複数の層が積層されて形成されているが、
ボード原材２が湿った状態でカット（剪断）されると、
ボード原紙に層間剥離を生じることがあり、このような
場合にも製品の品質に重大な影響を与える。

【０００９】本発明は上記した事情に鑑みて開発工夫さ
れたものであり、その目的とするところは、比較的簡易
な（比較的製造能力の高くない）製造ラインにおいて、
均質な建築材料を得ることができる製造装置を提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１の発明の構成は、スラリー状原料をボード
用原紙間に流し込んで成形したボード原材を搬送するた
めの搬送用コンベアと、前記ボード原材を長さ方向に切
れ目のない状態で通過させてこのボード原材を乾燥させ
るドライヤーと、このドライヤーの下流側に配され、前
記ボード原材を所望とする長さ寸法に裁断するカッター
とを備えるとともに、前記ドライヤーが第１ドライヤー
と、この第１ドライヤーの下流側に配されるとともに乾
燥温度が前記第１ドライヤーよりも低い設定とされた第
２ドライヤーとから構成されていることを特徴とするも
のである。請求項２の発明は、請求項１に記載のものに
おいて、前記ドライヤーの内部には、前記ボード原材が
通過される下室と、熱気を生成するためのヒータ及び熱
気を送風するためのブロワーを備える上室とが互いに仕
切られた状態で配され、且つ両室が下流側の端部と上流
側の端部とに設けられた連絡部によって連通されること
で、前記熱気が両室間を循環可能とされていることを特
徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１の発明によれば、スラリー状原料をボ
ード原紙間に流し込んで成形されたボード原材は、長さ
方向に連続したままの状態でドライヤーに搬入される。
そして、搬入されたボード原材は、乾燥温度が比較的高
い第１ドライヤーを通過する過程で急速に水分が蒸発さ
れた後、乾燥温度が比較的低い第２ドライヤーを通過す
る過程で、芯の部分まで確実に伝熱され、全体がほぼ均
一に加熱されることで、芯の部分から表面への水分の移
動も活発になされる。ここで、このボード原材は連続体
であるため、乾燥は長さ方向に沿って均一になされる。
ドライヤーを通過して乾燥が完了したボード原材は、カ
ッターによって所望とする長さ寸法に裁断され、製品と
して取り出される。請求項２の発明によれば、ヒータで
生成された熱気は、ブロワーによって送風されること
で、下流側の連絡部を通ってボード原材が通過する下室
内に導入されてボード原材を乾燥させた後、上流側の連
絡部を通って上室へと還流される。

【００１２】

【発明の効果】本発明の効果は次のようである。請求項
１の発明によれば、ボード原材を切れ目のない連続体と
してドライヤーを通過させるようにしたため、ボード原
材の乾燥状況を長さ方向に沿って均一化できる。したが
って、その後にカッティングされた各種長さ寸法の製品
の品質を均質化できる。このことによって、最小ロット
単位で所望とする寸法に切断しても、それぞれについて
良質な製品を得ることができる。しかも、第１ドライヤ
ーによってボード原材に熱変質の問題を生じさせること
なく急速に水分を蒸発させて乾燥を図った上で、第２ド
ライヤーによってボード原材の全体をほぼ均一に加熱す
ることで製品として必要な乾燥状態にまで含水量を低下
させることができる。請求項２の発明によれば、ヒータ
で生成した熱気を両室間で循環させることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面にし
たがって詳細に説明する。図１は本実施例における石膏
ボードの製造ラインの概略を示すものである。このライ
ンではその全長にわたってコンベア１が直線配置されて
おり、ボード原材２を一定速度で移送することができ
る。コンベア１は図２に示すように、機台３上に敷設さ
れており、本例では図示しない駆動源によって駆動され
るローラコンベアが使用されている。このコンベア１は
機台３の左右両側縁には長さ方向に沿ってローラ支持フ
レーム４が対向して配されており、この間に多数本のロ
ーラ４Ａを回転可能に横架して構成されている。

【００１４】コンベア１の上流端にはボード原紙の第１
ロール５が配置されている。この第１ロール５には石膏
ボードの表面側に貼り付けられるボード原紙が巻き付け
られており、ボード原紙を所定の速度で、かつ連続して
コンベア１上へ繰り出し可能となっている。また、これ
より下流側にはミキサー６が配置されている。ミキサー
６は原料石膏が所定の処理を経て得られた焼石膏と、
水、添加剤、その他の混和材等とを混合し、スラリー状
にしてボード原紙上に流すためのものである。この場合
に、スラリー原料がボード原紙から流れ落ちないように
しなければならない。そのための構成は従来と同様であ
り、詳しくは図示しないが、ミキサー６からスラリー原
料が流される前に、表面側ボード原紙には片側二条ずつ
ほぼボード原紙の厚さの半分程度の切れ込みがカッター
によって長さ方向に沿って入れられ、その後、各切れ込
みに対応した位置でボード原紙の幅を絞る絞り手段を通
過させる過程で、ボード原紙を切れ込み部分に沿って折
曲げ、以後、ボード原紙を上向きに開口する略Ｃ字形状
に矯正されるようになっている。かくして、表面側ボー
ド原紙上に流されたスラリー原料が側方へ流れ落ちるこ
とが回避される。

【００１５】さらに、その下流側にはコンベア１の上方
にこれと直交する方向に回転可能に支持されたローラ７
が配置されている。このローラ７は、上記のスラリー原
料を均一厚さにしつつ、第２ロール８に巻かれた石膏ボ
ードの裏面用ボード原紙を前記した表面用のボード原紙
に対向して重ね合わせ、スラリー原料を第１ロール５か
らのボード原紙と共に包み込むようにしている。こうし
てボード原材２が切れ目のない連続体として成形される
が、ボード原材２は所定ストロークだけそのまま移送さ
れる。この間は、スラリー原料を水和と硬化のための反
応に必要な行程となる。

【００１６】しかる後、ボード原材２は乾燥のために、
その内部が第１、第２のドライヤー９，１０および冷却
室１４に仕切られたハウジングＨを通過することにな
る。但し、両ドライヤー９，１０は設定された乾燥温度
を異にするが、構造についてはほぼ同様であるため、第
１ドライヤー９のみによって説明を行う。

【００１７】前記ハウジングＨはコンベア１の両側部お
よび上方部分を覆うようにして機台３上に立設されてい
る。このハウジングＨの前端面および後端面にはそれぞ
れ壁板が設けられているが、その下端縁はコンベア１上
を通過するボード原材２より僅か上方の高さ位置として
ある。また、ハウジングＨのうち、冷却室１４を除く第
１，第２ドライヤー９，１０の内部には区画壁１１が長
さ方向に沿って横架され、両ドライヤー９，１０内を上
下の室１１ａ，１１ｂに仕切っている。このうち、上室
１１ａのほぼ中央部にはヒータ１２（ガスバーナ）が配
置されている。一方、上室１１ａの前端部には第１ドラ
イヤー９内の熱気を循環させるためのブロワー１３が左
右に二基、並列して設けられており、ヒータ１２側へ向
けて送風可能となっている。そして、ブロワー１３から
の熱気を下室１１ｂへ導いてさらに上室１１ａへと循環
させるために、第１ドライヤー９の前後端部の両側面に
は上室１１ａと下室１１ｂとの間で熱気を連絡させるた
めのボックス状の連絡部９ｂ，９ｃが両室１１ａ，１１
ｂにそれぞれ連通して張り出し形成されるとともに、上
室１１ａ側の下流端部（図４に示す右端部）には分岐路
９ｄが形成され、熱気を左右の連絡部９ｂに振り分けて
下室１１ｂへ導くことができるようにしている。また、
下室１１ｂ側には上流側および下流側のいずれにも同様
な分岐路９ｅ、９ｅが設けられていて、連絡部９ｃから
下室１１ｂへ導入された熱気を中央に集めて上流側へ送
風するとともに、上流側でにおいてもこの熱気を左右の
連絡部９ｃに振り分けつつ上室１１ａ側へ還流させるよ
うにしている。なお、図３に示すように、下室１１ｂへ
導かれた熱気はコンベア１を挟んで、つまりボード原材
２の表裏に沿ってブロワー１３が設けられている側へ向
けて流れることになる。

【００１８】第１ドライヤー９は室内（下室１１ｂ内）
の乾燥温度が約１５０℃〜２００℃に設定されており、
室内の温度分布は両端側が低く中央部へ向けて徐々に温
度勾配が高められる。第１ドライヤー９とは仕切板９ａ
によって仕切られた第２ドライヤー１０は、この実施例
では第１ドライヤー９に比較してその全長が長く形成さ
れている。また、その設定された乾燥温度も第１ドライ
ヤー９に比較して低くしてある。具体的には、第２ドラ
イヤー１０内の乾燥温度は約１００℃〜１８０℃であ
る。なお、ボード原材２は、まず第１ドライヤー９によ
って比較的高温で加熱されるが、このときにはスラリー
原料内の水分量が多いため、ボード原材２自体の温度上
昇も小さく、したがって高温の加熱であるにも拘らず熱
変質の問題は生じない。

【００１９】コンベア１上には第２ドライヤー１０に仕
切板１０ａを介して連続する冷却室１４が設けられてい
る。冷却室１４の内部にはここを通過するボード原材２
に送風するブロワー（図示しない）が、例えば冷却室１
４の内側壁に沿って複数個並設されていて、ボード原材
２の表裏へ冷却風を当てるようにしている。

【００２０】上記した冷却室１４に連続してコンベア１
上にはボード原材２を切断するためのカッター部１５が
配置されている。このカッター部１５ではボード原材２
を幅方向（長さ方向と直交する方向）に沿って切断可能
な丸鋸が使用されている。つまり、従来とは異なり、ボ
ード原材２を粗く裁断しておく、といった仮の切断行程
はなく、直ちに所望とする長さ寸法にて仕上げの切断が
なされるわけである。なお、カッター部１５はボード原
材の幅方向へ往復移動可能に取り付けられているととも
に、図示しない制御装置からの信号に基づいて切断動作
を行うように設定されており、所望とする長さ寸法の製
品Ｓに対応した動作タイミングで切断動作を行うように
なっている。

【００２１】次に、上記のように構成された本例の作用
効果を具体的に説明する。

【００２２】まず、第１ロール５からコンベア１上に繰
り出された表面側ボード原紙に対してミキサー６からス
ラリー状のボード原料が流される。この場合には、前述
したように、ボード原紙は両側が内側へ折込まれて全体
として上向きのＣ字形状をなしているため、スラリー原
料が流れ落ちてしまうことはない。次いで、第２ロール
８から繰り出された裏面側ボード原紙がローラ７を通過
する過程でスラリー原料が表裏のボード原紙にて包み込
まれてゆき、これによって切れ目のない連続体としての
ボード原材２が成形される。その後、ボード原材２は第
１ドライヤー９に至るまでの行程間において、スラリー
原料に対する水和と硬化の反応が進行する。

【００２３】そして、第１ドライヤー９内に進入したボ
ード原材２は、ここで比較的高温の熱気による乾燥がな
される。ヒータ１２によって加熱された上室１１ａ内の
空気はブロワー１３によって前方へ送られる。そして、
この熱気は分岐路９ｄによって左右に振り分けられた
後、それぞれ連絡部９ｂを下降して下室１１ｂへ進入
し、下室１１ｂ内をコンベア１の上下を、つまりボード
原材２の表裏を長さ方向に沿って第１ドライヤー９の入
り口側へ向けて進む。前述したように、第１ドライヤー
９内の温度は約１５０〜２００℃という比較的高温に設
定されているため、スラリー原料内の水分が表裏のボー
ド原紙を通して蒸発する作用が急速になされるが、所定
の含水量にまで乾燥した後もそのまま熱風に晒したので
は、水分の蒸発速度が低下してボード原材２の温度が上
昇して熱変質を生じることになりかねないが、本例では
このような熱変質を招く含水量よりも適宜多い段階で第
１ドライヤー９を通過する。

【００２４】ボード原材２は第１ドライヤー９による一
次の乾燥を経た後、直ちに第２ドライヤー１０へ進入す
る。第２ドライヤー１０では第１ドライヤー９に比較し
て低い温度でかつより長い時間をもって乾燥がなされる
ため、ボード原材２の芯の部分まで確実に伝熱され、全
体がほぼ均一に加熱される。したがって、ボード原材２
の芯の部分から表面への水分の移動も活発になされ、通
過時点でボード原材２は製品として必要な乾燥状態にま
で含水量が低下されている。

【００２５】こうして両ドライヤー９，１０による乾燥
が完了すると、ボード原材２は冷却室１４に導入され、
冷却室１４内の各ブロアー（図示しない）からの冷却風
によって所定温度にまで冷却される。この後、ボード原
材２はカッター部１５へ進入する。カッター部１５では
図示しない制御装置からの指令に基づいて丸鋸（図示し
ない）が回転駆動し、ボード原材２を所定の幅寸法で切
断され、所望とする寸法の石膏ボード製品Ｓとして切り
出される。したがって、石膏ボードは乾燥状態にあるボ
ード原材２を、丸鋸によって切り出されて得られるもの
であるため、従来のように乾燥前に、しかも剪断による
切断方式とは異なってボード原紙間の層間剥離の問題も
生じない。

【００２６】以上のように、本例ではボード原材２が切
れ目のない連続体として第１、第２のドライヤー９，１
０を通過するようにしたため、長さ方向に沿って同一の
乾燥条件となっている。したがって、ボード原材２の芯
材部分では均質な組織構造が得られ、その状態で切断が
なされ製品として取り出されるため、製品品質が均一に
なる。このため、最小ロットの一枚に対応して切り出し
寸法を設定することも可能となる。また、乾燥後に切断
を行うようにし、これによって最終製品としての切り出
しを行うわけであるから、トリミングのための余分な切
り出しをする必要がなくなるため、その分、歩留りを高
めることができる。さらに、本例のように製造ライン長
が比較的短く、簡易な設備を指向するような場合には、
全行程を直線ラインとすることができる。このようにす
れば、ストッパを用いてボード原材２の搬送方向を切り
換える必要もなく、ストッパとの衝突に伴うボード原紙
の剥離の問題も生じない。なお、本発明は種々の変更例
が考えられ、例えば次のようなものも本発明の技術的範
囲に属する。カッター部１５ではボード原材２を幅方向
にのみ切断するようにしたが、さらにその後工程におい
て長さ方向に切断するような第２のカッター部を設ける
ようにしてもよい。このようにすれば、長さおよび幅寸
法についても所望とするサイズの切り出しが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】製造装置全体を示す斜視図

【図２】ドライヤー部分を示す側断面図

【図３】ドライヤーの内部構造の概要を示す正断面図

【図４】図３のIV-IV線断面図

【図５】図３のV-V線断面図

【図６】従来の製造装置の概略のレイアウトを示す斜視
図

【符号の説明】

１…コンベア ２…ボード原材 ９、１０…ドライヤー １５…カッター部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スラリー状原料をボード用原紙間に流し
   込んで成形したボード原材を搬送するための搬送用コン
   ベアと、前記ボード原材を長さ方向に切れ目のない状態
   で通過させてこのボード原材を乾燥させるドライヤー
   と、このドライヤーの下流側に配され、前記ボード原材
   を所望とする長さ寸法に裁断するカッターとを備えると
   ともに、前記ドライヤーが第１ドライヤーと、この第１
   ドライヤーの下流側に配されるとともに乾燥温度が前記
   第１ドライヤーよりも低い設定とされた第２ドライヤー
   とから構成されていることを特徴とする建築材料の製造
   装置。
2. 【請求項２】 前記ドライヤーの内部には、前記ボード
   原材が通過される下室と、熱気を生成するためのヒータ
   及び熱気を送風するためのブロワーを備える上室とが互
   いに仕切られた状態で配され、且つ両室が下流側の端部
   と上流側の端部とに設けられた連絡部によって連通され
   ることで、前記熱気が両室間を循環可能とされているこ
   とを特徴とする請求項１記載の建築材料の製造装置。