WO2014061308A1

WO2014061308A1 - 石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法及び石膏系建築用ボードの製造方法

Info

Publication number: WO2014061308A1
Application number: PCT/JP2013/066632
Authority: WO
Inventors: 真二米澤; 恭稔上野
Original assignee: 吉野石膏株式会社
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-04-24
Also published as: CN104737006A; ES2677721T3; KR102136296B1; MX2015004672A; PH12015500819B1; MY170603A; RU2611089C2; AU2013333252B2; TWI604188B; JPWO2014061308A1; JP6122026B2; US9851318B2; MX354701B; EP2910939B1; PH12015500819A1; CA2887555C; KR20150065734A; KR20190121886A; US20150268183A1; CA2887555A1

Abstract

　石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法は、焼石膏の水和反応により発熱した石膏系建築用ボード表面に冷却媒体を当て、その表面を冷却することと、前記冷却終了後、前記石膏系建築用ボード表面の温度分布を検知することとを含む。

Description

石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法及び石膏系建築用ボードの製造方法

　本発明は石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法及び石膏系建築用ボードの製造方法に関するものである。

　石膏系建築用ボードは、建築用の内装材料として、防・耐火性、遮音性、断熱性、施工性などの優れた特性を有することに加え、安価であることから広範に利用されている。石膏系建築用ボードとしては石膏ボード、強化石膏ボード、普通硬質石膏ボード、ガラス繊維不織布入石膏板、ガラスマット石膏ボードなどがある。

　これらの石膏系建築用ボードにおいては、一般に厚さ、幅および長さの寸法が一様であること、所定の強度を有していること等の他、その外観において使用上有害な欠け、割れ、汚れ、へこみ、撓み等の欠陥がなく表面が平滑であることが重要な品質として要求される。このような品質上問題となる欠陥のひとつに、空隙、いわゆる成型時の抱き込み気泡がある。

　抱き込み気泡とは、石膏系建築用ボードの製造時において素材が成型機を通過する際（例えば石膏ボードの場合、上紙、石膏泥漿、及び下紙が成型機を通過する際）に石膏泥漿が内部に空気を抱き込んだまま成型機を通過し、石膏泥漿が硬化し製品となった際に、石膏コアに内包される肉眼でも容易に識別可能な比較的大きなサイズの気泡をいう。抱き込み気泡は通常、球状又は楕円体状の気泡（以下、「空隙」という）である。

　石膏系建築用ボードの製品に空隙が発生した場合、そのコア内部に空隙を有する部分では、製品表面にへこみ、膨れが現れ易く、平滑な表面を形成できず、品質上好ましくない。

　また、係る空隙内包部分に釘やビスを打っても、本来コアを形成するはずの石膏が無いため、石膏系建築用ボードの製品を固定することができないという品質上の問題が生じることとなる。

　そこで、空隙の発生を防止するため、一般に石膏系建築用ボードの成型においては、成型機入口直前に石膏泥漿の溜まりを設けて、その滞留量が常に一定となるように種々の方策がとられている。

　しかしながら、原材料の品質又は供給量のばらつきや製造品種、製造条件の違い等により、石膏泥漿の滞留量を常に一定にすることは難しく、現在まで依然として空隙発生の解決には至っていない。

　そこで、発生した空隙を確実に検知し選別することが求められることになるが、例えば石膏ボードの表面には石膏ボード用原紙、ガラス繊維不織布入石膏板の表面には石膏があるため、石膏系建築用ボード表面にへこみ、膨れが現れる場合や板切断面以外には空隙の存在を目視確認できない。

　このため、石膏系建築用ボードを切断したり、破壊したりすることなく、製品内部の空隙を検出する方法が求められていた。

　特許文献１には、まず、シートの光学画像を検出し、該光学画像からシート表面や内部に生じる欠陥候補を検出する。そして、シートの該欠陥候補部分に赤外線を照射し、赤外線吸収による該欠陥候補部分の発熱状態の温度変化特性に基づいて、又はシートの欠陥候補部分に冷却ガスあるいは加熱ガスを噴射し、該欠陥候補部分の放熱状態等の温度変化特性等に基づいて、欠陥の種類を特定し、シートをグレード分けして製造するシート状部材の製造方法が開示されている。

　特許文献２には、被検体を加熱又は冷却する第１の手段と、第１の手段による加熱又は冷却と同時に第１の手段とは逆の熱作用を加える第２の手段と、被検体の同時加熱および冷却中に被検体から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、を含む被検体欠陥部等の検出装置及びその検出方法が開示されている。

特開平１１－２６１１号公報特開２００７－３２７７５５号公報

　しかしながら、上記従来技術においては空隙を検出するためには複数の工程を必要としていたため、検出に手間や時間がかかり、また、設備が大型化する等の問題があった。

　本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、石膏系建築用ボード内の空隙を容易に検出することができ、石膏系建築用ボードの製造工程の初期の工程に適用でき、早期に空隙を検出できる石膏系建築用ボードの空隙の検出方法を提供することを目的とする。

　本発明の一側面によれば、石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法は、焼石膏の水和反応により発熱した石膏系建築用ボード表面に冷却媒体を当て、その表面を冷却することと、前記冷却終了後、前記石膏系建築用ボード表面の温度分布を検知することと、を含む。

　本発明の一側面によれば、石膏系建築用ボードの製造方法は、所定の形状の石膏系建築用ボードを成型することと、焼石膏の水和反応により発熱した前記石膏系建築用ボード表面に冷却媒体を当て、その表面を冷却することと、前記冷却終了後、前記石膏系建築用ボード表面の温度分布を検知することと、前記検知において得られた温度分布を画像化することと、前記画像化において得られた、石膏系建築用ボード表面の温度分布画像を画像処理することにより、前記石膏系建築用ボードに含まれる空隙のサイズを検出することと、を含む。

　本発明の一側面によれば、石膏系建築用ボード中の焼石膏の水和による発熱反応を利用しているため、新たに製品を加熱する設備の設置やエネルギーの省略ができる。このため、容易に石膏系建築用ボード内の空隙を検出することが可能になる。

　さらに、本発明の一側面による石膏系建築用ボード内の空隙の検出方法は、石膏系建築用ボードの製造工程の初期の工程に適用することができる。このため、所定サイズ以上の空隙を含む不良品が発生した場合、発生から短時間で空隙を検出し、製造条件にフィードバックすることが可能になり、不良品の発生量を低減し、歩留を向上させることが可能になる。

本発明の第１の実施形態による石膏系建築用ボードの空隙の検出方法の説明図。本発明の第１の実施形態による石膏系建築用ボードの空隙の検出方法の他の説明図。本発明の第１の実施形態による石膏系建築用ボードの空隙の検出方法の他の説明図。本発明の第２の実施形態による石膏系建築用ボードの製造方法の概略説明図。本発明の第２の実施形態による石膏系建築用ボードの製造方法のフローチャート。

　以下、添付の図面を参照し、本発明を実施するための形態について説明する。
［第１の実施形態］
　第１の実施形態による石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法について説明する。

　本実施形態による石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法は、焼石膏の水和反応により発熱した石膏系建築用ボード表面に冷却媒体を当て、その表面を冷却する冷却処理と、前記冷却処理終了後、前記石膏系建築用ボード表面の温度分布を検知する温度分布検知処理を含む。

　測定の対象となる石膏系建築用ボードとしては特に限定されるものではないが、例えば、石膏ボード、強化石膏ボード、普通硬質石膏ボード、ガラス繊維不織布入石膏板、ガラスマット石膏ボードを挙げることができる。ここでいうガラスマット石膏ボードとは、石膏ボードにおけるボード用原紙に代えてガラスマットを用いたものである。

　石膏系建築用ボードは、後述する様に石膏泥漿（スラリー）と、例えば、ボード用原紙、ガラスマット、又はガラス繊維不織布とを所定の形状に成型後、得られた成型物に対し乾燥工程等を行うことにより製造される。

　石膏泥漿は焼石膏、水、必要に応じて接着剤その他の各種添加剤を混合撹拌機(主ミキサー)において撹拌混合することにより得る。

　焼石膏は、硫酸カルシウム・１／２水和物ともいい、水硬性を有する無機組成物である。焼石膏としては、天然石膏、副産石膏又は排煙脱硫石膏等若しくはそれらを混合した石膏を大気中で焼成して得られるβ型半水石膏、天然石膏、副産石膏又は排煙脱硫石膏等若しくはそれらの混合物を水中で焼成して得られるα型半水石膏、又はβ型半水石膏とα型半水石膏の混合品を使用することができる。なお、水中で焼成するとは、蒸気中で焼成する場合を含む。

　また、上記接着剤としては、例えば澱粉、ポバール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などの公知の物質を挙げることができる。

　各種添加剤としては、例えば各種減水剤、硬化調整剤、防水剤、補強繊維及び軽量骨材等を挙げることができる。

　また、石膏系建築用ボードの軽量化を図るために上記石膏泥漿に泡を混入させることもできる。なお、ここでいう泡とは石膏系建築用ボードの製造に使用される水性石膏スラリー中あるいはそれが硬化した後に石膏コア中に均一分散する微細な泡のことを意味している。

　泡を投入する際には予め発泡剤を水に添加し、泡を形成してから、発泡剤を添加した水を他の石膏泥漿の原料と混合し、得られた混合物を撹拌する。この際使用する発泡剤としては特に限定されるものではなく、例えば、アルキル硫酸ソーダ、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸ソーダ、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩などが挙げられる。これらは、一般に常用されている濃度に希釈して用いられる。

　石膏系建築用ボードを構成する石膏泥漿は、上記の様に焼石膏と水等とを混練することにより製造され、焼石膏が水和して硬化する際に水和熱を発生する。このときの石膏系建築用ボードの温度は約３５℃～約６０℃となる。

　そこで、本実施形態における石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法においては、焼石膏の水和反応により発熱した状態の石膏系建築用ボード表面に冷却媒体を当て、その表面を冷却し、次いで、石膏系建築用ボード表面の温度分布を検知する。

　この点について図１Ａ、１Ｂ、１Ｃを用いて説明する。

　図１Ａ乃至１Ｃは、石膏系建築用ボード内に空隙が含まれている場合の、該空隙を含むその周辺部の断面図を模式的に示したものである。石膏系建築用ボードにおいては上記のようにボード用原紙等が含まれているが、図１Ａ乃至１Ｃでは説明の便宜上省略して示している。

　まず、図１Ａは成型工程を終えた後、水和熱を有する石膏系建築用ボードの断面図を示している。図１Ａを参照すれば、石膏泥漿１１の中には空隙１２が含まれている。

　そして、図１Ｂに示すように焼石膏の水和反応により発熱した石膏系建築用ボードの表面に冷却媒体を当てて、その表面を一旦冷却する。このように石膏系建築用ボードの表面に冷却媒体を当てることにより、例えば石膏系建築用ボードのＡで示した表面部分（表面及び表面の下の一定の深さの部分からなる範囲）が冷却されることとなる。なお、石膏系建築用ボードにおいて、内部に空隙を有する部分とそれ以外の部分とでは冷却される程度が異なるため、石膏系建築用ボード表面に冷却媒体を当てるのみでも温度分布を生じることになる。

　この際、石膏系建築用ボードの表面部分が冷却される温度は限定されるものではなく、後述する温度分布検知処理において、石膏系建築用ボードの内部における空隙（気泡）１２を含む部分とそれ以外の部分とで温度差を検出できる程度に冷却できていれば良い。このため、石膏系建築用ボードの表面に冷却媒体を当てた後、温度分布検知処理を行う際に、石膏系建築用ボードの内部における空隙（気泡）１２を含む部分とそれ以外の部分とで温度差が生じるように、例えば、空隙（気泡）１２を含む部分がそれ以外の部分に比べて３～５℃程度温度が低くなるように、冷却媒体を供給することが好ましい。

　なお、冷却媒体は特に限定されるものではないが、石膏系建築用ボードの品質に影響を与えない冷却媒体を好ましく用いることができ、例えば、空気又は水を好ましく用いることができる。冷却媒体を供給する際の冷却媒体の量、供給速度、温度等については限定されるものではない。例えば、成型した石膏系建築用ボードの形状を損なわず、かつ、上述した程度に（冷却後所定時間の間、その内部に空隙を含む部分とそれ以外の部分とに温度差が生じるように）冷却できればよい。また、冷却媒体は風を送風機等で送ったり、水をスプレーにて噴霧することにより供給することができる。

　上記冷却媒体やその供給方法は特にこれに限定されるものではなく、他の冷却媒体や供給方法を用いても良い。

　次いで、図１Ｂに示した冷却処理を終えた後の石膏系建築用ボードは、図１Ｃに示すように、水和反応により依然として発熱しているため、空隙を含まない部分Ｂ１の表面については、空隙（気泡）１２を含む部分Ｂ２の表面よりも早く元の温度まで昇温する。

　このため、冷却処理のみでその内部に空隙を含む部分とそれ以外の部分とで生じる石膏系建築用ボードの表面の温度差よりも、冷却処理の後、焼石膏の水和熱による発熱により空隙を含まない部分Ｂ１の表面の温度が元の温度まで昇温した際の石膏系建築用ボードの空隙を含む部分Ｂ１とそれ以外の部分Ｂ２との表面の温度差のほうがより明確になる。すなわち、冷却処理を行うことにより、石膏系建築用ボード内部の石膏密度に応じて石膏系建築用ボード表面に温度分布が生じ、その後さらに、空隙を含まない部分が焼石膏の水和熱により昇温し、温度分布がより明確になる。

　そこで、冷却処理終了後、その温度分布を検知する温度分布検知処理を行うことにより、得られた石膏系建築用ボードの表面の温度分布から空隙（気泡）が含まれる位置を検出することが可能になる。

　特に所定サイズ以上の範囲に渡って温度分布における温度の異なる領域（空隙に対応する領域）がある場合には、かかる領域を製品の品質に影響を与える空隙として検出することができる。

　温度分布を検知する手段（温度分布検知手段）としては測定対象である石膏系建築用ボード表面の温度分布を検知できるものであればよく、特に限定されるものではないが、例えばサーモグラフィー（赤外線カメラ）を用いることができる。

　測定対象である石膏系建築用ボードの面積（幅）が広い場合には、複数の領域に分割して、領域毎に温度分布を検知することができる。この際、複数の温度分布検知手段（赤外線カメラ等）を用意して同時に測定するように構成することもでき、１台又は複数の温度分布検知手段を移動させて、各領域について測定するように構成することもできる。

　また、温度分布検知手段の分解能に関しても、識別対象の温度分布における温度の異なる領域（空隙に対応する領域）のサイズにより選択することができる。温度分布検知手段は、例えば直径が１０ｍｍ以上の温度分布における温度の異なる領域（空隙に対応する領域）を検出できる分解能を有することが好ましく、直径が５ｍｍ以上の温度分布における温度の異なる領域（空隙に対応する領域）を検出できる分解能を有することがより好ましい。温度分布検知手段は、直径が３ｍｍ以上の温度分布における温度の異なる領域（空隙に対応する領域）を検出できる分解能を有することがさらに好ましく、直径が１ｍｍ以上の温度分布における温度の異なる領域（空隙に対応する領域）を検出できる分解能を有することが特に好ましい。

　冷却処理後、温度分布検知処理を行うまでの時間は、冷却処理において冷却した温度、石膏泥漿の組成等に応じて変化するため限定されるものではない。温度分布検知処理は、冷却処理により石膏系建築用ボード表面に、その内部に空隙部を有する部分とそれ以外の部分とに対応する温度分布を生じてから行えばよい。特に、上記の様に焼石膏の水和熱により内部に空隙を含む部分とそれ以外の部分との温度差がより明確になってから温度分布検知処理を行うことが好ましい。なお、上記石膏系建築用ボード表面の温度分布は石膏系建築用ボード中の全ての空隙を反映したものである必要はなく、少なくとも検出対象とする（サイズや形状等の）空隙が反映されていれば足りる。

　通常、内部に空隙を有さない部分については石膏系建築用ボードの表面の温度は冷却処理後、焼石膏の水和熱によって、すぐに昇温することから、冷却処理を終えた後ほぼ連続的に温度分布の測定を行うことができる。

　また、本実施形態の石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法は、前記温度分布検知処理において得られた温度分布を画像化する温度分布画像化処理と、前記温度分布画像化処理において得られた、石膏系建築用ボード表面の温度分布画像を画像処理することにより、前記石膏系建築用ボードに含まれる空隙のサイズを検出する空隙サイズ検出処理とをさらに含むことが好ましい。

　上述の様に温度分布画像化処理を行うことにより、石膏系建築用ボード表面の温度分布が画像として得られる。この際の画像の形態、フォーマットは特に限定されるものではなく、空隙サイズ検出処理において画像処理に供することができる形態であれば良い。

　そしてさらに、得られた温度分布画像の画像処理を行い、石膏系建築用ボードに含まれる空隙のサイズを検出する構成とすることが好ましい。

　このように、温度分布を画像化し、さらに画像処理することによって、空隙の具体的なサイズを正確に算出することができる。特に、実際の製造工程に適用する場合においては、画像処理を行い空隙サイズを検出することにより、所定サイズ以上の空隙を見落とすことなく処理することが可能になり好ましい。

　空隙サイズ検出処理においては、石膏系建築用ボード表面に現れた温度分布における温度の異なる全ての領域（空隙に対応する全ての領域）について空隙のサイズを検出（算出）することもできるが、予め規定した一定サイズ以上の温度分布における温度の異なる領域（空隙に対応する領域）について空隙サイズを検出するように構成することが好ましい。

　例えば検出した空隙サイズにより、製造した製品のうち少なくとも一部を製造プロセスの系外へ排除する場合や、製造条件を変更する場合には、判断基準となるサイズの空隙を検出できるように、検出精度等を考慮して演算対象とする温度分布における温度の異なる領域（空隙に対応する領域）のサイズを選択（決定）すればよい。

　ここまで説明してきた様に、本実施形態の石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法によれば、製品（石膏系建築用ボード）の（焼石膏の）水和熱による発熱を利用するため、新たに加熱する必要が無く、加熱する設備及びエネルギーの省略が可能になる。

　さらに、冷却媒体で製品の表面を冷却するだけで温度差が生じるようになり、製品の発熱の継続によって、冷却するだけで生じた温度差よりもさらに温度差が明確となり、容易に製品内の空隙を検出できる。

　また、本実施形態の石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法は、後述する石膏系建築用ボードの製造工程の上流部に適用することが可能である。このため、所定サイズ以上の空隙を含む不良品が発生した場合でも早期に検出し、製造条件にフィードバックすることが可能になり、不良品の発生量を低減し、歩留を向上させることが可能になる。
［第２の実施形態］
　第２の実施形態においては、第１の実施形態で説明した石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法を含む、石膏系建築用ボードの製造方法について説明する。

　石膏系建築用ボードの製造方法について図２、図３を参照して説明する。図２は、石膏系建築用ボードの製造工程を側面から示した模式図である。図３は図２に示した製造工程のフローチャートである。

　ステップＳ１の混合攪拌工程において、第１の実施形態で説明したように、焼石膏、水、必要に応じて接着剤、その他の各種添加剤を混合撹拌機（主ミキサー）２１において撹拌混合し、石膏系建築用ボード用の均質な石膏泥漿を得る。

　石膏泥漿の具体的な成分については第１の実施形態で説明したとおりであるため、ここでは省略する。

　次いで、ステップＳ２の成型工程において、成型機２２によって、石膏泥漿と、ボード用原紙、ガラスマット、ガラス繊維不織布等とを所定の形状に成型する。

　例えば石膏ボードを製造する場合には、連続して搬送される下紙（ボード用原紙）の上面に石膏泥漿を堆積させ、当該石膏泥漿を巻き込むように下紙をその両端縁部にそれぞれつけられた刻線に沿って折り込みつつ、この石膏泥漿の層の上に下紙と同速で搬送される上紙（ボード用原紙）を重ねて、上紙と下紙で覆われた石膏泥漿を石膏ボードの厚みと幅とを決定する成型機２２を通過させて成型する。

　そして、ステップＳ３の第１搬送工程において、成型された石膏系建築用ボードは、ベルトコンベアや搬送ローラ上をステップＳ４の粗切断工程の粗切断機（ロータリーカッター）２３まで搬送され、ステップＳ４の粗切断工程において粗切断される。

　その後、ステップＳ７の乾燥工程において、乾燥機（ドライヤ―）２６内に搬送され強制的に乾燥される。なお、粗切断工程の粗切断機（ロータリーカッター）２３から乾燥機（ドライヤ―）２６までの間には、装置のレイアウト等に応じて例えば図２に示すように反転機（インバーター）２４によりボードの上下方向を反転させる工程（ステップＳ５の反転工程）及び／又は搬送ローラや搬送ベルト２５によりボードを搬送する工程（ステップＳ６の第２搬送工程）を介することができる。

　そして、ステップＳ８の第３搬送工程において、乾燥した石膏系建築用ボードは搬送ベルト等により裁断機（サイザー）２７まで搬送され、ステップＳ９の裁断工程において、該裁断機（サイザー）２７により製品サイズに裁断される。ステップＳ１０の積込工程において、裁断した石膏系建築用ボードは所定枚数をリフター２８により整然と山積みし倉庫に格納される。

　なお、ここで説明した製造工程は石膏系建築用ボードの製造方法の概略を説明したものであり、石膏系建築用ボードの製造方法はかかる形態に限定されるものではなく、装置のレイアウトや、製造する石膏系建築用ボードの形態等により、工程を例えば変更、追加、及び／又は省略することもできる。

　かかる製造工程において、第１の実施形態で説明した石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法を適用する。

　この際、水和反応により発熱した石膏系建築用ボード表面に冷却媒体を当て、その表面を冷却する冷却処理は、石膏系建築用ボードが水和反応により（焼石膏の水和反応により）発熱している間であればどの時点で行っても良い。

　一般的な石膏系建築用ボードの製造方法においては、焼石膏、水等を混合する混合撹拌工程（ステップＳ１）を終えた後に焼石膏の水和反応が開始し、乾燥工程（ステップＳ７）を行う前に水和反応が完了していることから、成型工程（ステップＳ２）から第２搬送工程（ステップＳ６）までの間にかかる冷却処理を行うことが考えられる。

　また、石膏系建築用ボードに冷却媒体を当てた際にボードが変形等することを避けるため、石膏系建築用ボードをベルトコンベアや搬送ローラにより搬送しているときに冷却媒体を当てることが好ましい。このため、上記した製造工程の場合であれば、例えば第１搬送工程（ステップＳ３）、第２搬送工程（ステップＳ６）いずれかにおいて上記冷却処理を行うことがより好ましい。

　粗切断工程を行った後には、複数のボードに分かれることから、冷却処理及びその後の温度分布検知処理を、切断後の各ボードについて行う必要が生じ処理が煩雑になる。また、製造工程の上流側において石膏系建築用ボード内の空隙を発見できると、不良品が発生する様になってから、製造条件の変更までに要する時間を短くすることが可能になり、不良品の発生率を低下させ、製品の歩留を向上させることが可能になる。

　このため、成型工程（ステップＳ２）から粗切断工程（ステップＳ４）までの間に冷却処理を行うことがさらに好ましい。さらに、冷却処理は一定時間石膏系建築用ボードに冷却媒体を当てて行うことから、その作業性の観点から、上記した製造工程の場合であれば、第１搬送工程（ステップＳ３）において行うことが特に好ましい。

　また、石膏系建築用ボード表面の温度分布を検知する温度分布検知処理については、既述の様に冷却処理の後、石膏系建築用ボードの空隙を内包する部分と、それ以外の部分とを識別できる温度差となっている間であればどの時点で行っても良い。

　例えば、冷却処理と同様に、成型工程（ステップＳ２）から第２搬送工程（ステップＳ６）までの間に行うことが考えられる。この場合、石膏系建築用ボードをベルトコンベアや搬送ローラにより搬送しているときが、該石膏系建築用ボード表面の温度分布を検知しやすいことから、第１搬送工程（ステップＳ３）、第２搬送工程（ステップＳ６）のいずれかにおいて温度分布検知処理を行うことがより好ましい。

　冷却処理の場合と同様に、製造工程の上流側で石膏系建築用ボード内の空隙を検出できる方が好ましいことから、温度分布検知処理は成型工程（ステップＳ２）から粗切断工程（ステップＳ４）までの間に行うことがさらに好ましい。また、石膏系建築用ボードをベルトコンベアや搬送ローラにより搬送しているときが、該石膏系建築用ボード表面の温度分布を検知しやすいことから、温度分布検知処理は第１搬送工程（ステップＳ３）において行うことが特に好ましい。

　なお、石膏系建築用ボードの製造工程において、石膏系建築用ボードが連続的に搬送されている場合、石膏系建築用ボードの前記冷却処理を終えた部分について、所定の間隔をあけて順次温度分布検知処理を行えばよい。

　そして、第１の実施形態でも説明したが、前記温度分布検知処理において得られた石膏系建築用ボード表面の温度分布画像を画像化する温度分布画像化処理と、該温度分布画像化処理において得られた、石膏系建築用ボード表面の温度分布画像を画像処理することにより、前記石膏系建築用ボードに含まれる空隙のサイズを検出する空隙サイズ検出処理と、をさらに含むことが好ましい。

　本実施形態の石膏系建築用ボードの製造方法は工場等において連続的に石膏系建築用ボードを製造する場合に適用することが好ましく、連続的に製造する際に石膏系建築用ボード内の空隙サイズを画像処理により自動的に検出することが効率上好ましい。

　また、このように構成することにより、より正確に空隙サイズを検出することが可能になる。

　空隙サイズ検出処理においては全ての温度分布における温度の異なる領域（空隙に対応する領域）について空隙のサイズの検出を行う必要はなく、検出を要する所定サイズ以上の温度分布における温度の異なる領域（空隙に対応する領域）について、空隙のサイズを検出するように構成することができる。

　例えば後述するように製品に許容されるサイズ（製品許容サイズ）以上の空隙を検出し、アクションを行うことが求められる場合に、検出精度等を考慮して目的とするサイズの空隙を漏れなく検出できるように演算対象とする温度分布における温度の異なる領域（空隙に対応する領域）のサイズを選択すればよい。

　そしてさらに、前記空隙サイズ検出処理において、製品許容サイズ以上の空隙が検出された場合は、前記石膏系建築用ボードの前記空隙を含む部分を不良品と判定して石膏系建築用ボード製造ラインの系外へ排出することが好ましい。

　このように（予め規定した）製品許容サイズ以上の空隙が検出された場合に、石膏系建築用ボードの空隙を含む部分を系外へ排出する構成を有することにより、製品の仕様を満たさない石膏系建築用ボードを自動的に排除することができるため好ましい。

　不良品を排出する処理は空隙サイズ検出処理の後、検出した空隙を含む部分を排除できるように構成されていればよく、いずれの工程において行っても良い。

　例えば、不良品排出処理は、裁断工程（ステップＳ９）から積込工程（ステップＳ１０）までの間に行うことができる、また、空隙サイズ検出処理が粗切断工程（ステップＳ４）までに完了している場合には、不良品排出処理を、粗切断工程（ステップＳ４）から積込工程（ステップＳ１０）までの間に行うこともできる。

　ここでいう製品許容サイズ以上の空隙とは、各石膏系建築用ボードの仕様等に応じて選択（決定）されるものであり、限定されるものではないが、例えば、直径が２０ｍｍ以上の空隙とすることが好ましく、直径が１５ｍｍ以上の空隙とすることがより好ましく、直径が１０ｍｍ以上の空隙とすることがさらに好ましい。

　なお、空隙の形状が例えば鶏卵のような楕円体である場合、ここでいう空隙の直径とはその断面の長手方向における最長部分の長さを意味している。

　このように石膏系建築用ボードの空隙内包部分を検知し、空隙の大きさや数等により良品、不良品を判別し、不良品と判別した空隙内包製品に自動マーキングし、系外に排出することで不良品が出荷されることを確実に防止できる。

　また、前記空隙サイズ検出処理において、製造条件の変更を要するサイズ以上の空隙が検出された場合に、製造条件の変更を促す警報を発信することが好ましい。

　空隙は製造条件等により生じるため同じ条件で製造を継続した場合、製造される石膏系建築用ボード中に空隙が同様に含まれることが想定される。このため、予め規定した一定サイズ以上の空隙を検出した場合に早期に警報を発し、製造条件を変更するように構成することにより、不良品の発生率を低減することが可能になる。

　ここでいう製造条件の変更を要するサイズ以上の空隙とは、要求される石膏系建築用ボードの仕様等により選択（決定）されるものであり、特に限定されるものではないが、例えば、直径が２０ｍｍ以上の空隙とすることが好ましく、直径が１５ｍｍ以上の空隙とすることがより好ましく、直径が１０ｍｍ以上の空隙とすることがさらに好ましい。

　製造条件の変更を促す警報とは、製造装置の管理者が認識できるように構成されていれば特に限定されるものではない。警報は、例えば、ブザー、表示灯、管理用のコンピュータ画面への表示等により発することができる。

　また、製造装置の管理者に対して上記表示等により製造条件の変更を促すように構成されるのみでも足りるが、例えば、検出した空隙のサイズ、空隙の発生量等に応じて、データベースに登録されている製造条件から最適な製造条件を自動的に選択して画面上に提示し、該提示された製造条件への変更を促すように構成することもできる。

　空隙の発生を防止するための製造条件の具体的な変更内容は特に限定されるものではない。例えば、混水％（焼石膏に対する水の割合）、減水剤の添加量、石膏泥漿の軟度、製造速度等が変更され得る。また、石膏泥漿を振動させて石膏泥漿中の空気を脱気するバイブレーターの回転数等が調整されてもよい。これらの変更及び調整は、単独又は２つ以上を組み合わせて行うこともできる。

　このように、本実施形態の石膏系建築用ボードの製造方法によれば、成型機２２通過後、ステップＳ７の乾燥工程よりも早い段階で空隙の有無、そのサイズを検出することができるため、製造条件への素早いフィードバックが出来、不良品の発生も減少することができる。

　ここまで説明してきた本実施形態の石膏系建築用ボードの製造方法では、製品（石膏系建築用ボード）内の空隙を検出する際、製品の（焼石膏の）水和熱による発熱を利用するため、新たに加熱する設備及びエネルギーを省略することができる。さらに、冷却媒体で製品表面を冷却するだけで温度差が生じるようになり、製品の発熱の継続によって、冷却するだけで生じた温度差よりもさらに温度差が明確となり、製品内の空隙の検出を容易に行える。

　また、上記の様に第１の実施形態による石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法を石膏系建築用ボードの製造工程の上流部に適用した場合、所定サイズ以上の空隙を含む不良品が発生した場合でも早期に検出し、製造条件にフィードバックすることが可能になり、不良品の発生量を低減し、歩留を向上させることが可能になる。

　以下に具体的な実施例、比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
　図２、図３に示す石膏ボードの製造工程に従って、１２．５ｍｍ厚の石膏ボードを製造速度１５０ｍ／ｍｉｎで連続的に製造した。

　まず、焼石膏、水、接着剤を混合撹拌機（主ミキサー）２１において撹拌混合して石膏泥漿（スラリー）を製造する混合攪拌工程（ステップＳ１）を行った。

　そして、該石膏泥漿を連続して搬送される下紙（ボード用原紙）の上面に堆積させ、当該石膏泥漿を巻き込むように下紙をその両端縁部にそれぞれつけられた刻線に沿って折り込みつつ、この石膏泥漿の層の上に下紙と同速で搬送される上紙（ボード用原紙）を重ねて、石膏ボードの製品厚みが１２．５ｍｍと製品幅が９１０ｍｍになるように上紙と下紙で覆われた石膏泥漿を成型機２２において成型する成型工程（ステップＳ２）を行った。

　その後、成型された石膏ボードをベルトコンベアや搬送ローラ上を粗切断工程（ステップＳ４）の粗切断機（ロータリーカッター）２３まで搬送する第１搬送工程（ステップＳ３）、成型された石膏ボードを粗切断機（ロータリーカッター）２３により粗切断する粗切断工程（ステップＳ４）を行った。

　その後に、反転機（インバーター）２４により石膏ボードの上下方向を反転させる反転工程（ステップＳ５）、石膏ボードを搬送ローラや搬送ベルト２５により乾燥機（ドライヤー）２６内に搬送する第２搬送工程（ステップＳ６）、乾燥機（ドライヤー）２６内に搬送された石膏ボードを強制的に乾燥する乾燥工程（ステップＳ７）を行った。

　そして、乾燥した石膏ボードを搬送ベルト等により裁断機（サイザー）２７まで搬送する第３搬送工程（ステップＳ８）を行った後、石膏ボードを該裁断機（サイザー）２７により製品サイズに裁断する裁断工程（ステップＳ９）を行った。

　裁断した石膏ボードは積込工程（ステップＳ１０）において所定枚数をリフター２８により整然と山積みし倉庫に格納した。

　本実施例では、第１搬送工程（ステップＳ３）において、２．２ｋＷ及び３．７ｋＷの２台の送風機で石膏ボード表面全体に風を当てて、その表面を冷却する冷却処理と、前記石膏ボード表面の温度分布をサーモグラフィーにより検知する温度分布検知処理と温度分布検知処理で得られた温度分布を画像化する温度分布画像化処理とを行った。

　このとき冷却処理と焼石膏の水和反応による発熱で石膏ボードの空隙を含まない部分の表面温度は約４５℃、空隙を含む部分の表面温度は約４２℃となった。

　そして、温度分布画像化処理において得られた、石膏ボード表面の温度分布画像を画像処理することにより、石膏ボードに含まれる空隙サイズを検出する空隙サイズ検出処理を行い、自動的に空隙を検出させた。

　さらに、空隙サイズ検出処理において、直径１５ｍｍ以上の空隙を発見した際は、製品をマーキングし石膏ボード製造ラインの系外へ排出すると共に、製造条件変更を促す警報を管理者に通知するように構成した。

　以上の様な条件の下、成型工程（ステップＳ２）において石膏泥漿内に空隙の原因となる大きな気泡が混入するように、混合撹拌機（主ミキサー）２１から成型機２２までの間で石膏泥漿中の空気を脱気するバイブレーターの運転を止めてから、前記空隙サイズ検出処理において、１５ｍｍ以上の空隙が検出されるまでの時間を測定した。

　この結果、本実施例では前記バイブレーターの運転を止めてからから約４分後に直径１５ｍｍ以上の空隙を検出することができた。このとき検出された空隙の最小サイズは直径３ｍｍであった。

　また、直径１５ｍｍ以上の空隙についてはマーキングし、裁断工程（ステップＳ９）の後に石膏ボードの該当部分について製造ラインの系外へ排除した。さらに、前記空隙を検出すると共に製造条件の変更を促す警報が製造工程の管理者に対して通知され、この通知に基づいて前記バイブレーターの運転を開始することができた。
［実施例２］
　ガラス繊維不織布入石膏板の製造を行うため、成型工程においてボード用原紙にかえてガラス繊維不織布を用い、９．５ｍｍ厚のガラス繊維不織布入石膏板に成型した以外は実施例１と略同様の製造設備にて、製造速度１５ｍ／ｍｉｎでガラス繊維不織布入石膏板の製造を行った。

　この場合、石膏泥漿中の空気を脱気するバイブレーターの運転を止めてから９分後に、前記空隙サイズ検出処理において、１５ｍｍ以上の空隙が検出された。このとき検出された空隙の最小サイズは直径３ｍｍであった。

　また、直径１５ｍｍ以上の空隙についてはマーキングし、裁断工程（ステップＳ９）の後にガラス繊維不織布入石膏板の該当部分について製造ラインの系外へ排除した。さらに、前記空隙を検出すると共に製造条件の変更を促す警報が製造工程の管理者に対して通知され、この通知に基づいて前記バイブレーターの運転を開始することができた。
［比較例１］
　本比較例では、石膏ボード中の空隙を検出するための各処理（冷却処理、温度分布検知処理、温度分布画像化処理、空隙サイズ検出処理）を第１搬送工程（ステップＳ３）で行わず、第３搬送工程（ステップＳ８）において、以下の空隙検出工程を行った以外は実施例１と同様にして製造工程を行った。

　空隙検出工程について説明する。

　第３搬送工程（ステップＳ８）においては、既に水和反応は終了しているが、乾燥工程（ステップＳ７）の乾燥機（ドライヤ―）２６により石膏ボード表面全体が均一に加熱されている。

　その後に、実施例１の場合と同様に２．２ｋＷ及び３．７ｋＷの２台の送風機で石膏ボード表面全体に風を当てて、その表面を冷却する冷却処理を行った。これは、石膏ボード内に空隙がある部分と、それ以外の部分とで冷却の程度に差が生じ温度分布が得られるためである。

　次いで、前記石膏ボード表面の温度分布をサーモグラフィーにより温度分布を検知する温度分布検知処理と温度分布検知処理で得られた温度分布を画像化する温度分布画像化処理とを行った。

　そして、温度分布画像化処理において得られた石膏ボード表面の温度分布画像を画像処理することにより、石膏ボードに含まれる空隙サイズを検出する空隙サイズ検出処理を行い、直径が１５ｍｍ以上の空隙を検出させた。

　この場合、空隙が検出されたのは、前記バイブレーターの運転を止めてから５６分後であった。

　本比較例では、実施例１の結果と比較すると空隙の検出は５２分遅くなっており、製造条件の変更（バイブレーターの運転再開）も同程度遅くなっている。

　本比較例において、実施例１で検出した時間（４分時点）から、空隙を検出するまでの時間に製造された石膏ボードの枚数は約４２８０枚（製品長さ１８２０ｍｍ）であった。これらの石膏ボードは、少なくとも一定の割合で不良品が混在することになるため、実施例１の場合に比べて生産性及び歩留が大きく低下することとなる。
［比較例２］
　本比較例では、ガラス繊維不織布入石膏板中の空隙を検出するための各処理（冷却処理、温度分布検知処理、温度分布画像化処理、空隙サイズ検出処理）を第１搬送工程（ステップＳ３）で行わず、第３搬送工程（ステップＳ８）において、以下の空隙検出工程を行った以外は実施例２と同様にして製造工程を行った。

　第３搬送工程（ステップＳ８）においては、既に水和反応は終了しているが、乾燥工程（ステップＳ７）の乾燥機（ドライヤ―）２６によりガラス繊維不織布入石膏板表面全体が均一に加熱されている。

　その後に、実施例２の場合と同様に２．２ｋＷ及び３．７ｋＷの２台の送風機でガラス繊維不織布入石膏板全体に風を当てて、その表面を冷却する冷却処理を行った。

　これは、石膏板内に空隙がある部分と、それ以外の部分とで冷却の程度に差が生じ温度分布が得られるためである。

　次いで、前記ガラス繊維不織布入石膏板表面の温度分布をサーモグラフィーにより温度分布を検知する温度分布検知処理と温度分布検知処理で得られた温度分布を画像化する温度分布画像化処理とを行った。

　そして、温度分布画像化処理において得られたガラス繊維不織布入石膏板表面の温度分布画像を画像処理することにより、ガラス繊維不織布入石膏板に含まれる空隙サイズを検出する空隙サイズ検出処理を行い、直径が１５ｍｍ以上の空隙を検出させた。

　この場合、空隙が検出されたのは、前記バイブレーターの運転を止めてから２２７分後であった。

　実施例２の結果と比較すると空隙の検出は２１８分遅くなっており、製造条件の変更（バイブレーターの運転再開）も同程度遅くなっている。

　本比較例において、実施例２で検出した時間（９分時点）から、空隙を検出するまでの時間に製造されたガラス繊維不織布入石膏板の枚数は約１７９０枚（製品長さ１８２０ｍｍ）であった。これらのガラス繊維不織布入石膏板は、少なくとも一定の割合で不良品が混在することになるため、実施例２の場合に比べて生産性及び歩留が大きく低下することとなる。

　本願明細書における全ての実施例及び条件的な言い回しは、発明者による技術発展のための発明及び概念を読者が理解する上での一助とするという教導的目的のものであり、そのように具体的に記載された例及び条件に限定的に解釈されるべきものではなく、また、本明細書におけるそのような例の構成は、発明の優劣を示すことに関連するものでもない。本発明の一又は複数の実施例を詳細に説明したが、種々の変更、代替、修正は、本発明の趣旨及び範囲を離れることなくなされ得ると理解すべきである。

　本願は２０１２年１０月１８日に出願した日本国特許出願第２０１２－２３０４９９号に基づきその優先権を主張するものであり、同日本国出願の全内容を参照することにより本願に援用する。

Claims

　焼石膏の水和反応により発熱した石膏系建築用ボード表面に冷却媒体を当て、その表面を冷却することと、
　前記冷却終了後、前記石膏系建築用ボード表面の温度分布を検知することと、
　を含む石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法。
　前記冷却媒体が空気又は水である請求項１記載の石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法。
　前記検知において得られた温度分布を画像化することと、
　前記画像化において得られた、石膏系建築用ボード表面の温度分布画像を画像処理することにより、前記石膏系建築用ボードに含まれる空隙のサイズを検出することをさらに含む請求項１記載の石膏系建築用ボード中の空隙の検出方法。
　所定の形状の石膏系建築用ボードを成型することと、
　焼石膏の水和反応により発熱した前記石膏系建築用ボード表面に冷却媒体を当て、その表面を冷却することと、
　前記冷却終了後、前記石膏系建築用ボード表面の温度分布を検知することと、
　前記検知において得られた温度分布を画像化することと、
　前記画像化において得られた、石膏系建築用ボード表面の温度分布画像を画像処理することにより、前記石膏系建築用ボードに含まれる空隙のサイズを検出することと、
　を含む石膏系建築用ボードの製造方法。
　前記空隙サイズ検出において検出された空隙のサイズが所定サイズ以上の場合、前記石膏系建築用ボードの該空隙を含む部分を不良品として製造工程の系外へ排出することを更に含む、請求項４記載の石膏系建築用ボードの製造方法。
　前記空隙サイズ検出において検出された空隙のサイズが所定サイズ以上の場合、製造条件の変更を促す警報を発信することを更に含む、請求項４記載の石膏系建築用ボードの製造方法。