WO2017033302A1 - ミキサー及びミキシング方法 - Google Patents

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WO2017033302A1
WO2017033302A1 PCT/JP2015/073972 JP2015073972W WO2017033302A1 WO 2017033302 A1 WO2017033302 A1 WO 2017033302A1 JP 2015073972 W JP2015073972 W JP 2015073972W WO 2017033302 A1 WO2017033302 A1 WO 2017033302A1
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scraper
slurry
rotating disk
kneading
disposed
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潮 須藤
中村　渉
石橋　政剛
谷　浩一
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吉野石膏株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a mixer (MIXER, mixing agitator) and a mixing method (MIXING METHOD, mixing stirring method). More specifically, the rotary drive device is arranged on the upper side or the lower side of the casing, The present invention relates to a scraper mixer for preparing a gypsum slurry in which a rotary disk is rotated by a rotary shaft of a rotary drive device that passes through an upper plate or a bottom plate, and a mixing method thereof.
  • Gypsum board is known as a plate-like body made of gypsum-based core (core) covered with base paper for gypsum board, and has advantages such as fire resistance, sound insulation, workability and economy. It is used in various buildings as a building interior material. Gypsum board is generally manufactured by a continuous casting method. This molding method includes a mixing and stirring step in which raw materials such as calcined gypsum, adhesion aid, curing accelerator, foam (or foaming agent) and kneading water are kneaded with a mixer, calcined gypsum slurry or slurry prepared with a mixer.
  • raw materials such as calcined gypsum, adhesion aid, curing accelerator, foam (or foaming agent) and kneading water are kneaded with a mixer, calcined gypsum slurry or slurry prepared with a mixer.
  • slurry (Hereinafter, simply referred to as “slurry” or “gypsum slurry”) is poured between the base paper for gypsum board and formed into a plate-like continuous band, and then the continuous band-shaped laminate after curing is roughly cut and forced Includes a drying and cutting process that cuts into product dimensions after drying.
  • a thin and circular pin type mixer (also referred to as “centrifugal pin type kneader”) is used as a mixer for preparing slurry in a gypsum board manufacturing process or the like.
  • This type of mixer includes, for example, a flat circular casing and a rotating disk rotatably disposed in a circular casing as disclosed in PCT International Application WO 00/56435 (Patent Document 1) and the like. And have.
  • a rotary drive device is disposed above the circular housing, and the rotation shaft of the rotary drive device passes through the central portion of the upper cover or upper plate of the circular housing and is fixed to the central portion of the rotary disk.
  • the upper plate of the housing includes a plurality of upper pins (stationary pins) that hang down to the vicinity of the rotating disk.
  • the rotating disk includes a plurality of lower pins (moving pins) that are vertically fixed on the rotating disk and extend to the vicinity of the upper plate.
  • the upper and lower pins are alternately arranged in the radial direction.
  • a plurality of kneading component supply ports for supplying the raw materials or materials into the mixer are disposed in the central region of the upper cover or upper plate of the circular housing, and the raw materials or materials to be kneaded are passed through the supply ports. To be supplied on a rotating disk.
  • a slurry discharge port for sending the kneaded material (slurry) to the outside of the machine is disposed on the outer peripheral portion of the casing or the lower plate (bottom plate), and the slurry is sent out of the machine from the slurry discharge port.
  • a scraper type mixer (scraper type mixer) in which a kneaded component is stirred using a rotating disk and a scraper.
  • a mixer described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-137 Patent Document 2
  • a rotary drive device is disposed below the circular housing, and the rotation shaft of the rotary drive device passes through the central portion of the lower plate (bottom plate) of the circular housing and is fixed to the central portion of the rotary disk.
  • a scraper is attached to the lower surface of the rotating disk.
  • a scraper is also arranged on the lower side of the upper lid or the upper plate at a position close to the lower surface of the upper lid or the upper plate.
  • the upper and lower scrapers rotate with the rotation of the rotating disk.
  • the raw material to be kneaded and the water for kneading are supplied onto the rotating disk through the supply ports of the upper lid or the upper plate, and while stirring and mixing, move on the rotating disk outward in the radial direction by the action of centrifugal force, and discharge the slurry. It is sent out of the machine from the exit.
  • pin-type and scraper-type mixers are known as mixers for preparing gypsum slurry.
  • pin-type mixers knead gypsum slurry in a short time as necessary.
  • the strength of the hardened gypsum body can be improved, which has been considered advantageous for securing the strength of the hardened gypsum body.
  • pin-type mixers are used in many gypsum board manufacturing processes.
  • a pin-type mixer has a configuration in which a large number of pins are attached to a disk, so there are a large number of parts, and pin maintenance / management and pin replacement are relatively frequent due to pin wear or wear. Etc. need arise. For this reason, in the pin-type mixer, there are problems that the maintenance and management costs are increased, and that a relatively large amount of labor is required for exchanging the pins. Further, in a pin-type mixer, since a large number of pins are arranged in the kneading region, a problem has been pointed out in the past that a relatively large number of narrow regions or dead water regions where slurry is likely to stay is present in the kneading region. .
  • the pin-type mixer is considered to be advantageous in improving the strength of the gypsum hardened body, but on the other hand, the phenomenon of so-called “remixing” occurs due to excessive kneading. However, the problem that the strength of the gypsum hardened body is lowered tends to occur.
  • the shape of the kneading region is relatively simplified, which is advantageous in simplifying maintenance and management, and there is a narrow region or dead water region where the gypsum slurry is likely to stay. It is difficult to form in the kneading region, and this is advantageous in preventing the gypsum slurry from staying and adhering to the machine.
  • the positional interference between the position of the scraper inner end and the rotating shaft, powder inlet, liquid inlet, etc., and prevention of stagnation of gypsum slurry at the center of the rotating disk are taken into consideration.
  • the position of the inner end of the scraper, the number, orientation, position, etc. of the scraper must be set. For this reason, it has been extremely difficult to optimize the number, shape, orientation, position, and the like of the scraper so as to sufficiently secure the discharge pressure of the gypsum slurry by the centrifugal force or rotational force of the rotating disk and the scraper.
  • the scraper-type mixer described in Patent Document 2 employs a configuration in which the slurry discharge port is disposed on the lower plate and the gypsum slurry is discharged from the kneading region relatively depending on gravity.
  • the position of the slurry discharge port is limited to the lower plate (or the lower part of the annular wall near the lower plate). For this reason, the positional relationship between the mixer and the production line is restricted, and as a result, there arises a problem that the design freedom of the gypsum board manufacturing apparatus is lowered.
  • the scraper-type mixer employs the arrangement of the slurry discharge port depending on gravity as described above, the residence time of the gypsum slurry is relatively short, and the gypsum slurry is uniformly and sufficiently kneaded in the kneading region. It tends to be difficult. For this reason, it has been considered that a cured product of gypsum slurry obtained by a scraper-type mixer hardly develops sufficient strength.
  • the number of scrapers, orientation, position, etc. are set appropriately, and the arrangement of the slurry discharge port depending mainly on the rotating disk and the centrifugal force or rotational force of the scraper, the gypsum slurry is uniformly and sufficiently mixed. As a result of recent studies by the present inventors, it has been found that the desired strength of the cured gypsum body can be ensured.
  • the present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to increase the residence time of the gypsum slurry in the kneading region, thereby sufficiently kneading the gypsum slurry in the kneading region.
  • An object of the present invention is to provide a scraper-type mixer and a mixing method capable of performing the above.
  • Another object of the present invention is to provide a scraper-type mixer and a mixing method capable of uniformizing the density distribution and flow velocity distribution of the gypsum slurry in the kneading region and uniformly kneading the gypsum slurry in the kneading region.
  • the present invention further provides a scraper-type mixer in which the scraper is appropriately disposed in the casing and the slurry discharge port can be positioned at a central region in the height direction of the annular wall or at a relatively high position of the annular wall. It is an object of the present invention to provide a mixing method.
  • the present invention provides a circular casing that forms a kneading region for kneading gypsum slurry, a rotating disk that is disposed in the casing and rotates in a predetermined rotation direction, and is integrated with the rotating disk.
  • a gypsum slurry having a rotary drive shaft coupled to the scraper, a scraper disposed in the kneading region, and a slurry discharge port disposed in the housing for supplying the gypsum slurry in the kneading region onto a production line
  • the rotation drive shaft is connected to the rotating disk through the upper plate or the lower plate of the housing, An inner end portion of the scraper is disposed in a central region of the rotating disk, an outer end portion of the scraper is disposed in an outer peripheral zone of the rotating disk, and the slurry discharge port is formed on an annular wall of the casing.
  • a flow path dividing member for dividing the opening into a plurality of narrow openings so as to increase the flow resistance of the gypsum slurry flowing out from the kneading region through the opening of the slurry discharge port is provided in the slurry discharge port.
  • a mixer is provided.
  • the present invention provides a circular casing that forms a kneading region for kneading gypsum slurry, a rotating disk that is disposed in the casing and rotates in a predetermined rotation direction, and is integrally connected to the rotating disk.
  • a gypsum slurry preparation having a rotary drive shaft, a scraper disposed in the kneading region, and a slurry discharge port disposed in the housing for supplying the gypsum slurry in the kneading region onto a production line
  • a gypsum slurry preparation having a rotary drive shaft, a scraper disposed in the kneading region, and a slurry discharge port disposed in the housing for supplying the gypsum slurry in the kneading region onto a production line
  • An inner end of the scraper is disposed in a central region of the rotating disk, an outer end of the scraper is disposed in an outer peripheral zone of the rotating disk, and the slurry discharge port is disposed in an annular wall of the casing.
  • the gypsum slurry is kneaded in the kneading region by rotating the rotary disk and the scraper around the rotation axis by the rotary drive shaft penetrating the upper plate or the lower plate of the housing, and the gypsum slurry
  • a gypsum slurry mixing method is provided, wherein the gypsum slurry is caused to flow to the outer peripheral portion of the kneading region by an acting centrifugal force and flows out of the kneading region through the slurry discharge port.
  • the opening of the slurry discharge port is divided into a plurality of slits or narrow channels by horizontal, vertical or lattice-shaped guide members.
  • the total area of the slurry discharge port including the sorting port is in the range of 2 to 10%, more preferably in the range of 3 to 8% of the total area of the inner peripheral surface of the annular wall. Is set.
  • the opening rate of the slurry discharge port (including the sorting port) is preferably set in the range of 50 to 80%, more preferably in the range of 55 to 75%.
  • the present invention also provides a circular housing that forms a kneading region for kneading gypsum slurry, a rotating disk that is disposed in the housing and rotates in a predetermined rotation direction, and a rotational drive integrally connected to the rotating disk.
  • a mixer for preparing gypsum slurry comprising a shaft, a scraper disposed in the kneading region, and a slurry discharge port disposed in the housing for supplying the gypsum slurry in the kneading region onto a production line
  • the rotation drive shaft is connected to the rotating disk through the upper plate or the lower plate of the housing,
  • An inner end portion of the scraper is disposed in a central region of the rotating disk, an outer end portion of the scraper is located in an outer peripheral zone of the rotating disk, and the scraper is disposed between the inner end portion and the outer end portion.
  • the mixer is characterized in that it is bent or curved backward in the rotational direction of the rotating disk.
  • the present invention provides a circular casing that forms a kneading region for kneading gypsum slurry, a rotating disk that is disposed in the casing and rotates in a predetermined rotation direction, and is integrally connected to the rotating disk.
  • a gypsum slurry preparation having a rotary drive shaft, a scraper disposed in the kneading region, and a slurry discharge port disposed in the housing for supplying the gypsum slurry in the kneading region onto a production line
  • An inner end portion of the scraper is disposed in a central region of the rotating disk, an outer end portion of the scraper is disposed in an outer peripheral zone of the rotating disk, and the scraper is rotated between the inner end portion and the outer end portion.
  • the gypsum slurry is kneaded in the kneading region by rotating the rotary disk and the scraper about the rotation axis by the rotary drive shaft penetrating the upper plate or the lower plate of the housing.
  • a method for mixing a slurry is provided.
  • the scraper bent or curved rearward in the rotation direction makes the gypsum slurry density distribution and flow velocity distribution uniform in the kneading region. For this reason, the gypsum slurry can be uniformly kneaded in the kneading region.
  • the angle of the bent portion is preferably set within a range of 45 ⁇ 15 degrees, and more preferably within a range of 45 ⁇ 10 degrees.
  • the scraper has a plurality of bends or is generally curved and extends outwardly from the central region of the mixer so as to generally follow the involute curve.
  • the tip of the scraper is oriented at an angle within a range of 75 ⁇ 15 degrees with respect to the radial direction of the kneading region.
  • an annular base that rotates integrally with the rotating disk in the housing is disposed in the kneading region concentrically with the rotation center of the rotating disk, and an inner end of the scraper is fixed to the annular base, whereby the scraper Is supported horizontally.
  • a means for supporting the scraper inner end portion can be secured at the center of the rotating disk, and the inner end portion of the scraper can be firmly supported.
  • the annular base portion prevents the gypsum slurry retention area or dead water area from being formed in the central area of the rotating disk, so that the inner end of the scraper can be disposed in the central area of the rotating disk.
  • the annular base portion improves the degree of freedom in design such as the number, orientation, and position of the scraper. Therefore, according to the present invention, the slurry discharge pressure can be improved by optimizing the number, orientation, position, etc. of the scrapers, so that the slurry discharge port is located in the central region in the height direction of the annular wall or the annular wall. It is possible to position at a relatively high position.
  • the central axis of the scraper is oriented at an angle in the range of 60 degrees to 120 degrees with respect to a line segment passing through the fulcrum center of the scraper and the rotation center of the rotating disk.
  • the diameter of the annular base is set to a dimension that is at least three times the diameter of the rotary drive shaft, and the inner end of the scraper is fixed to the upper surface of the annular base. More preferably, the central axis of the scraper is oriented in a direction perpendicular to the line segment.
  • the gypsum slurry in the kneading region can be urged radially outward of the rotating disk by the scraper, so that the slurry discharge port can be appropriately disposed on the annular wall of the casing. it can.
  • a pin for supporting the flow of the gypsum slurry flowing out from the kneading region to the slurry discharge port is erected on the outer peripheral portion of the rotating disk.
  • the gypsum slurry moved to the outer peripheral portion of the kneading region is urged or pressed by the pin in the tangential direction or radially outward direction of the rotating disk to further increase the discharge pressure of the gypsum slurry.
  • the tip of the scraper is supported by the pin, and further stable support of the scraper can be ensured.
  • the rotating disk preferably has a tooth profile portion for assisting the flow of gypsum slurry flowing out from the kneading region to the slurry discharge port, instead of the pin.
  • the tooth profile portion for assisting the flow of gypsum slurry flowing out from the kneading region to the slurry discharge port, instead of the pin.
  • a scraper mixer of the present invention in which the slurry discharge port is disposed on the annular wall, and the opening of the slurry discharge port is divided into a plurality of narrow openings to increase the flow resistance of the gypsum slurry flowing out from the kneading region.
  • the residence time of the gypsum slurry in the kneading region is increased, whereby the gypsum slurry can be sufficiently kneaded in the kneading region.
  • the scraper mixer and mixing method of the present invention in which the scraper is bent or curved backward in the rotational direction of the rotating disk, the density distribution and flow velocity distribution of the gypsum slurry in the kneading region are made uniform, and the gypsum slurry is mixed in the kneading region. It can be kneaded uniformly.
  • the scraper mixer and the mixing method in which the annular base is disposed in the kneading region concentrically with the rotation center of the rotating disk and the inner end of the scraper is fixed to the annular base, the scraper And the slurry discharge port can be positioned at a center region in the height direction of the annular wall or at a relatively high position of the annular wall.
  • FIG. 1 is a process explanatory view partially and schematically showing a manufacturing process of a gypsum board.
  • FIG. 2 is a partial plan view of the gypsum board manufacturing apparatus schematically showing the configuration of the gypsum board manufacturing line.
  • FIG. 3 is a plan view showing the overall configuration of the mixer.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the overall configuration of the mixer.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the internal structure of the mixer.
  • FIG. 6 is a partially broken perspective view showing the internal structure of the mixer.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the mixer showing the positional relationship between the rotating shaft, the scraper, and the annular base, and a partially enlarged view thereof.
  • FIG. 1 is a process explanatory view partially and schematically showing a manufacturing process of a gypsum board.
  • FIG. 2 is a partial plan view of the gypsum board manufacturing apparatus schematically showing the configuration of the gypsum
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the mixer showing the positional relationship between the rotating shaft, the scraper, and the annular base, and a partially enlarged view thereof.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view and a partial perspective view showing the configuration of the scraper.
  • FIG. 10 is a perspective view and an enlarged vertical sectional view showing the structure of the slurry discharge port.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a mixer showing a modification of the positional relationship between the rotating shaft, the scraper, and the annular base.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a mixer illustrating the positional relationship between the scraper and the pins.
  • FIG. 13 is a partially enlarged cross-sectional view of a mixer showing a modification of the annular base.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a mixer having a scraper bent rearward in the rotational direction at a single bent portion and a partially enlarged view thereof.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of a mixer having a scraper bent backward in the rotation direction at a large number of bent portions and a partially enlarged view thereof.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a mixer having a scraper that is curved backward in the rotational direction as a whole.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of a mixer that includes a scraper that is curved rearward in the rotation direction and that has a large number of tooth profile portions in the outer peripheral region of the rotating disk.
  • FIG. 1 is a process explanatory diagram partially and schematically showing a manufacturing process of a gypsum board
  • FIG. 2 is a partial plan view schematically showing a configuration of a gypsum board manufacturing line.
  • the lower paper 1 of the base paper for gypsum board is conveyed along the production line.
  • the scraper type mixer 10 constituting the mixer is disposed at a predetermined position related to the transport line, for example, in an upper region of the transport line.
  • Powder component P such as calcined gypsum, adhesion aid, curing accelerator, additive, admixture and the like is supplied to the mixer 10 and kneading water L is supplied to the mixer 10.
  • the mixer 10 kneads the powder component P and the kneading water L to prepare a slurry (calcined gypsum slurry) 3 to be supplied onto the lower paper 1 of the production line.
  • the slurry 3 is delivered to the slurry delivery part 4 and the discharge pipe 7, and is ejected from the slurry ejection port 7a to the central region in the width direction of the lower paper 1 (gypsum core region) on the production line.
  • a part of the slurry 3 is sent to the sorting pipes 8 (8a, 8b) and discharged from the left and right slurry discharge ports 8c, 8d to both end portions in the width direction of the lower paper 1 (edge regions of the gypsum board).
  • the slurry 3 to be discharged in the central region in the width direction is mixed with foam agent or foam M for adjusting the specific gravity.
  • the foaming agent or foam M is introduced into the slurry delivery unit 4. If desired, the foaming agent or foam M may be supplied to the slurry in the sorting tube 8.
  • the lower paper 1 is transferred together with the slurry 3 and reaches the molding roller 18 (18a, 18b).
  • the upper paper 2 partially turns around the outer periphery of the upper roller 18a and turns in the transport direction.
  • the turned upper paper 2 is in contact with the slurry 3 on the lower paper 1 and is conveyed in the conveying direction substantially parallel to the lower paper 1.
  • a continuous belt-like laminate 5 having a three-layer structure composed of the lower paper 1, the slurry 3 and the upper paper 2 is formed on the downstream side of the molding roller 18.
  • the belt-like laminate 5 continuously travels at the transport speed V while the slurry curing reaction proceeds, and reaches the rough cutting rollers 19 (19a, 19b).
  • various molding means such as an extrusion machine (Extruder) or molding by passing through a gate having a rectangular opening can be used instead of the molding roller 18.
  • the rough cutting roller 19 cuts a continuous belt-like laminated body into a plate having a predetermined length, and thereby a plate-like body formed by covering a core (core) mainly composed of gypsum with a base paper for gypsum board, that is, The original board of gypsum board is formed.
  • the gypsum board is passed through a dryer (not shown) arranged in the direction of arrow J (downstream in the conveying direction), forcedly dried, and then cut to a predetermined product length, thus gypsum board product. Is manufactured.
  • FIG. 3 and 4 are a plan view and a perspective view showing the overall configuration of the mixer 10.
  • FIG. 5 and 6 are a cross-sectional view and a partially broken perspective view showing the internal structure of the mixer 10.
  • the mixer 10 has a flat cylindrical housing or housing 20 (hereinafter referred to as “housing 20”).
  • the casing 20 includes a horizontal disk-shaped upper plate or upper lid 21 (hereinafter referred to as “upper plate 21”), a horizontal disk-shaped lower plate or bottom lid 22 (hereinafter referred to as “lower plate 22”), and It is comprised from the annular wall or outer peripheral wall 23 (henceforth "annular wall 23") arrange
  • the upper plate 21 and the lower plate 22 are spaced apart by a predetermined distance in the vertical direction, and form a kneading region 10 a (FIG. 5) in which the powder P and the kneading water L can be kneaded in the mixer 10.
  • a circular opening 25 is formed in the central region of the upper plate 21, and the enlarged lower end 31 of the vertical rotating shaft 30 penetrates the circular opening 25.
  • the rotation shaft 30 is connected to a rotation drive device (not shown) such as an electric motor disposed immediately above the housing 20, and has a predetermined rotation direction around the central axis 10b (in this embodiment, viewed from above). Rotate clockwise (R).
  • a transmission such as a transmission gear unit or a belt-type transmission, is interposed between the rotary shaft 30 and the output shaft of the rotary drive device.
  • a powder supply pipe 15 for supplying the powder component P to be kneaded to the kneading area 10 a is connected to the upper plate 21, and a water supply pipe 16 for supplying the kneading water L to the kneading area 10 a is connected to the upper plate 21.
  • an internal pressure adjusting device or the like (not shown) that can regulate an excessive increase in internal pressure of the mixer 10 is connected to the upper plate 21.
  • Sorting ports 8e and 8f that can be grasped as a kind of slurry discharge port are arranged on the annular wall 23 on the opposite side of the slurry delivery unit 4. Sorting tubes 8a and 8b are connected to the sorting ports 8e and 8f, respectively. In the present embodiment, the sorting ports 8e and 8f are arranged with a predetermined angular interval ⁇ therebetween.
  • the slurry discharge port 40 constituting the slurry delivery unit 4 is formed in the annular wall 23 with a predetermined angular interval ⁇ from the sorting port 8f to the rotation direction R side (downstream side).
  • the slurry discharge port 40 opens on the inner peripheral surface of the annular wall 23.
  • the enlarged opening end of the hollow connecting portion 41 is connected to the slurry discharge port 40.
  • the hollow connecting portion 41 extends outward from the annular wall 23, and the reduced opening end of the hollow connecting portion 41 is connected to the upper end portion of the slurry feed pipe 42.
  • the slurry feed pipe 42 is a mixer component generally called a “vertical chute” or a “canister”, and constitutes the slurry delivery unit 4 together with the slurry discharge port 40 and the hollow connection part 41.
  • a foam supply pipe 45 for supplying foam or foaming agent M to the slurry is connected to the hollow connecting part 41, and a foam supply port 46 opens on the inner wall surface of the hollow connecting part 41.
  • the foam supply pipe 45 supplies foam or foaming agent M for adjusting the volume of the slurry to the slurry in the hollow connecting portion 41.
  • the mixed fluid of slurry and foam that has flowed into the vertical chute region (intra-tube region) in the slurry feed pipe 42 via the hollow connecting portion 41 swirls around the central axis of the slurry feed pipe 42, and the slurry feed pipe In the vertical chute region in 42, it rotates and flows.
  • the slurry and foam are mixed under shear, and the foam is uniformly dispersed in the slurry.
  • the slurry in the slurry feed pipe 42 flows down in the vertical chute region under gravity and is discharged to the central region in the width direction of the lower paper 1 through the discharge pipe 7 (FIGS. 1 and 2) generally called “boots”. To do.
  • a rotating disk 32 is rotatably disposed in the housing 20.
  • the central portion of the rotating disk 32 is fixed to the lower end surface of the enlarged lower end portion 31 of the rotating shaft 30.
  • the rotation axis or center axis of the rotating disk 32 coincides with the center axis 10 b of the rotation shaft 30.
  • the rotating disk 32 rotates in the direction indicated by the arrow R (clockwise direction) by the rotation of the rotating shaft 30.
  • a plurality of scrapers 50 are arranged in the housing 20 with an angular interval of 120 degrees.
  • An annular base portion 70 for supporting the inner end portion of the scraper 50 is formed outside the enlarged lower end portion 31 of the rotating shaft 30.
  • the annular base part 70 is integrated with the rotary disk 32 and the enlarged lower end part 31 and rotates together with the rotary shaft 30.
  • the annular base portion 70 has a horizontal and flat upper surface 72, and the inner end portion of the scraper 50 is fixed to the upper surface 72 of the annular base portion 70 by a fixing tool such as a screw or a bolt or a mooring tool 71.
  • the scraper 50 is supported in the form of a cantilever (cantilever) by the annular base 70, extends outward in the kneading region 10 a, and terminates at a position close to the inner peripheral wall surface of the annular wall 23.
  • 7 and 8 are a cross-sectional view, a vertical cross-sectional view, and a partially enlarged cross-sectional view of the mixer 10 showing a positional relationship among the rotating shaft 30, the scraper 50, and the annular base 70.
  • the annular base 70 is formed concentrically around the enlarged lower end 31 around the central axis 10b of the rotary disk 32, and the radius (outer diameter) r3 of the annular base 70 is:
  • the size is set to 2 to 3 times the radius (outer diameter) r1 of the enlarged lower end 31 (3 to 5 times the diameter of the rotating shaft 30).
  • the height h2 of the annular base portion 70 is smaller than the height h1 of the kneading region 10a, and the upper surface 72 of the annular base portion 70 is a horizontal surface spaced from the lower surface of the upper plate 21. Construct a plane.
  • the heights h1 and h2 are increased by the same dimension, and the dimension h3 between the upper plate 21 and the upper surface 72 maintains a constant value.
  • the scraper 50 and the upper plate 21 maintain a certain positional relationship.
  • Fixers or anchors 71 that support the inner end of the scraper 50 are arranged in pairs, and the fulcrum center 75 of the scraper 50 shown in FIG. Located at the midpoint of each fulcrum to be formed.
  • a central axis 50a of the scraper 50 extends in a tangential direction with respect to a virtual perfect circle ⁇ having a radius r2 passing through the fulcrum center 75 and centering on the central axis 10b.
  • the normal ⁇ of the virtual perfect circle ⁇ passes through the central axis 10b and the fulcrum center 75, and the angle ⁇ 1 formed by the central axis 50a and the normal ⁇ is 90 degrees.
  • the angle ⁇ 1 is not necessarily limited to 90 degrees, and the angle ⁇ 1 can be set preferably within the range of 60 degrees to 120 degrees, and more preferably within the range of 75 to 115 degrees.
  • the scraper 50 extends horizontally at a position close to the lower surface of the upper plate 21 and ends at a position close to the inner peripheral wall surface of the annular wall 23.
  • the scraper 50 is supported in a cantilever manner by the annular base 70, but the position of the tip (tip surface 59) of the scraper 50 and the pin As shown in FIG. 8 (C), the tip of the scraper 50 is connected to the pin 36, and the scraper 50 is supported by the two-point support or both-end support using the annular base 70 and the pin 36. You may do it.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of the scraper 50
  • FIG. 9B is a partial perspective view showing the configuration of the tip of the scraper 50
  • FIG. 9C is a modified example of the scraper 50. It is sectional drawing shown.
  • the scraper 50 has a structure in which a ceramic wear-resistant plate 52 is embedded in the upper surface of a metal molding member 51.
  • the scraper 50 has an isosceles trapezoidal cross-sectional shape, and includes a horizontal upper surface 53, a vertical front surface 54, a vertical rear surface 55, a front inclined surface 56, a rear inclined surface 57, a horizontal lower surface 58 and a front end surface 59.
  • the inclination angles ⁇ 2 and ⁇ 3 of the inclined surfaces 56 and 57 with respect to the horizontal lower surface 58 are substantially the same angle.
  • the horizontal upper surface 53 is arranged with a minute interval S from the lower surface of the upper plate 21.
  • the minute interval S is set within a range of 1 to 5 mm. As shown in FIG.
  • the front end surface 59 is oriented in substantially the same direction as the tangential direction of the inner peripheral wall surface of the annular wall 23 and is spaced from the inner peripheral wall surface of the annular wall 23 by about 5 to 10 mm. Arranged. If desired, as shown in FIG. 9C, the lower surface 58 and the slopes 56, 57 of the scraper 50 may be formed as a semicircular or arcuate curved surface 58 ′.
  • a scraper 60 is further arranged on the lower surface of the rotating disk 32.
  • the scraper 60 is disposed at the same position as the scraper 50 in plan view.
  • the lower surface of the scraper 60 is disposed at a minute interval of 1 to 5 mm from the upper surface of the lower plate 22.
  • the rotating disk 32 has an outer peripheral edge with a perfect circular outline, and the pin 36 is fixed perpendicularly to the outer peripheral band of the rotating disk 32.
  • the powder component P and the fluid to be kneaded (slurry) of the kneading water L that have flowed outward on the rotating disk 32 by the action of the centrifugal force are supplied from the slurry discharge port 40 as shown by arrows in the partially enlarged view of FIG. It flows out into the hollow connection part 41.
  • the pin 36 presses or urges such a slurry flow in the rotational direction and outward. That is, the pin 36 assists the movement of the slurry flowing out from the slurry discharge port 40 into the hollow connection portion 41.
  • a plurality of horizontal guide members 47 that divide the opening of the slurry discharge port 40 are disposed in the slurry discharge port 40 through which the slurry flow flows.
  • FIG. 10A is a perspective view showing the structure of the slurry discharge port 40
  • FIG. 10B is an enlarged longitudinal sectional view showing the slit structure of the slurry discharge port 40
  • FIG. 10C and FIG. 10D are a perspective view and an enlarged vertical sectional view showing a modification of the slurry discharge port 40.
  • horizontal guide members 47 extending in the circumferential direction of the annular wall 23 over the entire width of the slurry discharge port 40 are arranged at equal intervals in the vertical direction at the slurry discharge port 40. . Both end portions of each guide member 47 are fixed to portions of the annular wall 23 located on both sides of the slurry discharge port 40, and the slurry discharge port 40 is divided into a plurality of narrow openings.
  • the guide member 47 is made of a metal strip or a resin strip having a square cross section.
  • the guide member 47 has, for example, a thickness of 1 to 5 mm and a depth of 5 to 50 mm.
  • a horizontal slit 48 having a height of 4 to 15 mm is formed between the guide members 47 as a slurry flow path.
  • Such a slit structure of the slurry discharge port 40 functions as an orifice that gives flow resistance to the slurry flowing out from the slurry discharge port 40 to the hollow connecting portion 41, thereby ensuring a residence time of the slurry in the kneading region 10 a.
  • Such a slit structure of the horizontal guide member 47 and the horizontal slit 48 is also disposed in the same way at the openings of the sorting ports 8e and 8f which are a kind of slurry discharge ports.
  • the opening rate of the slurry discharge port 40 is preferably set in the range of 50 to 80%, more preferably in the range of 55 to 75%.
  • the opening ratio of the slurry discharge port 40 is obtained as “A2 / A1”, and “A1” is the total area “W ⁇ T” of the slurry discharge port 40 on the inner peripheral surface of the annular wall 23, “A2” is the effective opening area “W ⁇ t ⁇ number of slits” of the horizontal slit 48.
  • the “number of slit locations” is 5 in the illustrated example.
  • the opening ratios of the sorting ports 8e and 8f are also preferably set in the range of 50 to 80%, and more preferably in the range of 55 to 75%.
  • the opening ratios of the slurry sorting ports 8e and 8f are obtained as “A4 / A3”, and “A3” is the total area of the sorting ports 8e and 8f on the inner peripheral surface of the annular wall 23, “A4” is an effective opening area of the sorting ports 8e and 8f.
  • the total area “A1 + A3” of the slurry discharge port 40 and the sorting ports 8e and 8f is the area of the entire inner peripheral surface of the annular wall 23 (inner peripheral wall surface diameter ⁇ 3.14 ⁇ inner peripheral wall surface height). On the other hand, it is set within the range of 2 to 10%, preferably within the range of 3 to 8%.
  • the horizontal guide member 47 and the horizontal slit 48 may be formed as a vertical guide member and a vertical slit, or the guide member may be inclined in an oblique direction with respect to the flow direction of the slurry.
  • the slurry discharge port 40 and the sorting ports 8e and 8f are divided into a large number of narrow openings by a lattice-shaped guide member 49, and a narrow flow having a rectangular cross section is obtained.
  • a path 48 ' may be formed.
  • the preferable opening ratio and the like are as described above.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the mixer 10 showing a modification of the positional relationship between the rotating shaft 30, the scraper 50, and the annular base 70.
  • the four scrapers 50 are oriented in a direction with an angular interval of 90 degrees from each other.
  • the two scrapers 50 are oriented in directions that are separated from each other by an angular interval of 180 degrees. If necessary, five or more scrapers 50 may be arranged in the kneading region 10 a of the mixer 10. If desired, the scrapers 50 can be arranged at non-uniform angular intervals without being arranged at uniform angular intervals.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the mixer 10 illustrating the positional relationship between the scraper 50 and the pin 36.
  • the scrapers 50 are arranged with an angular interval of 120 degrees, for example.
  • the pin 36 is preferably located in a relative position relative to the position of the scraper 50.
  • the scraper 50 and the pin 36 are disposed at a plane position that is rotationally symmetric with respect to the central axis 10 b of the rotating shaft 30.
  • the pins 36 are located on the outer peripheral portion of the rotating disk 32 with an angular interval ⁇ a of 120 degrees, like the scraper 50.
  • the phases of the scraper 50 and the pin 36 differ by 60 degrees ( ⁇ a / 2).
  • FIGS. 1 the layout of the pins 36 shown in FIGS.
  • the pins 36 are disposed on the outer peripheral portion of the rotating disk 32 with an angular interval ⁇ b, ⁇ c of 40 degrees or 30 degrees.
  • the tip of the scraper 50 is aligned with the position of the pin 36, and the tip of the scraper 50 is supported by the pin 36 as shown in FIG.
  • Such rotational symmetry of the scraper 50 and the pin 36 prevents the occurrence of pulsation or non-rectification in the slurry flowing out from the slurry discharge port 40 and the sorting ports 8e and 8f, thereby stabilizing the slurry discharge amount. This is extremely advantageous.
  • FIG. 13 is a partially enlarged cross-sectional view showing a modified example of the annular base 70.
  • the annular base portion 70 is not necessarily integrated with the rotary shaft 30 and the enlarged lower end portion 31, and the inner circumferential surface 76 of the annular base portion 70 may be formed at a distance from the outer circumferential surface of the enlarged lower end portion 31.
  • an annular gap 77 having a predetermined width (r4-r1) is formed between the enlarged lower end portion 31 having a radius (outer diameter) r1 and the annular base portion 70 having a radius (inner diameter) r4.
  • the rotary disk 32 and the scraper 50 are driven to rotate in the direction of the arrow R by the operation of the rotation driving device, and the powder component P and the kneading water L to be kneaded by the mixer 10 are supplied to the powder supply pipe 15 and the water supply pipe 16.
  • the powder component P and the kneading water L flow into the kneading region 10a, move while stirring and mixing, move radially outward on the rotating disk 32 by the action of centrifugal force, and move to the outer peripheral region of the rotating disk 32.
  • the scrapers 50 and 60 scrape off or scrape off the slurry adhering to the lower surface of the upper plate 21 and the upper surface of the lower plate 22.
  • the pin 36 scrapes off or scrapes off the slurry adhering to the inner peripheral surface of the annular wall 23.
  • the slurry that has moved to the outer peripheral region of the kneading region 10 a is pressed outward and forward in the rotational direction by the pin 36, and flows out from the slurry discharge port 40 to the hollow connecting portion 41.
  • the foam supply port 46 of the foam supply pipe 45 supplies a required amount of foam or foam M to the slurry flowing into the hollow connecting portion 41.
  • the slurry mixed with the foam or the foaming agent M flows into the slurry feeding pipe 42 from the hollow connecting portion 41, receives a rotational force and a shearing force in the slurry feeding pipe 42, and further mixes, and then from the discharge pipe 7. Discharge to the center region in the width direction of the lower paper 1.
  • the slurry that has moved to the outer peripheral region of the kneading region 10a also flows into the sorting tubes 8a and 8b via the sorting ports 8e and 8f and is discharged to the edge region of the lower paper 1.
  • the slurry in the vicinity of the sorting ports 8e and 8f is sent to the sorting pipes 8a and 8b without being supplied with the foam or the foaming agent M. Therefore, the slurry supplied to the edge region of the lower paper 1 is relatively A slurry having a large specific gravity.
  • the scraper 50 urges the slurry in the kneading region 10 a radially outward of the rotating disk 32, and cooperates with the above-described action of the pin 36 to cause the slurry discharge port 40 and the fractionation.
  • the slurry is discharged out of the kneading region through the ports 8e and 8f. Since the flow resistance of the slurry discharge port 40 and the sorting ports 8e and 8f is increased by the aforementioned slit structure (or lattice structure or the like), the residence time of the slurry in the kneading region 10a is increased.
  • the region 10a is sufficiently kneaded.
  • the scraper 50 shown in FIGS. 5 to 13 is configured to extend straight from the annular base portion 70 in a straight line shape, but the scraper 50 shown in FIG. That is, the central axis 50a of the scraper 50 is bent rearward in the rotational direction at an angle ⁇ 4 at the bent portion 80 and extends outward.
  • the scraper 50 terminates at a position close to the inner peripheral wall surface of the annular wall 23.
  • the central axis 50a and the radial direction ⁇ of the kneading region 10a intersect at an angle ⁇ 5 at the tip surface 59.
  • the angles ⁇ 4 and ⁇ 5 are preferably set to an angle within a range of 45 ⁇ 15 degrees, more preferably 45 ⁇ 10 degrees.
  • the powder supply port of the powder supply pipe 15 located on the upper plate 21 is shown as a broken line in FIG.
  • the center 17a of the opening 17 is separated from the center axis 10b by a distance (radius) r5
  • the innermost end 17b of the opening 17 approaching the annular base 70 is the center axis.
  • the bent portion 80 is separated from the central axis 10b by a distance (radius) r7.
  • the position of the bent portion 80 is set within a range where the relationship of r5> r7> r6 is established.
  • the mixer 10 shown in FIG. 15 has a scraper 50 that is bent backward in the rotational direction by a large number of bent portions 80.
  • the central axis 50a of the scraper 50 is bent backward in the rotational direction at an angle ⁇ 6 at each bent portion 80.
  • the angle ⁇ 6 is preferably set to an angle within the range of 15 ⁇ 10 degrees, more preferably 15 ⁇ 5 degrees.
  • the central axis 50a is oriented at the tip of the scraper 50 in a direction that forms an angle ⁇ 5 of 75 ⁇ 10 degrees with respect to the radial direction ⁇ of the kneading region 10a.
  • the mixer 10 shown in FIG. 16 has a scraper 50 that is curved backward in the rotational direction as a whole.
  • the central axis 50a is a curve that extends substantially outward from the outer peripheral edge of the annular base 70 as an involute curve.
  • the central axis 50a bent by a large number of bent portions 80 is preferably a line segment substantially along the involute curve.
  • the tip of one scraper 50 is merely aligned with the position of the pin 36.
  • the tip portions of all the scrapers 50 are set so as to be aligned with the positions of the pins 36, and the tip portions of all the scrapers 50 are supported by the pins 36. Is also possible.
  • FIG. 17 shows the mixer 10 having a configuration in which a large number of tooth profile portions 37 are formed in the outer peripheral region of the rotating disk 32 instead of the pins 36.
  • the slurry that has flowed outward on the rotating disk 32 by the action of centrifugal force flows out from the slurry discharge port 40 into the hollow connecting portion 41 as shown by the arrow in FIG.
  • the scraper 50 bent or curved backward in the rotational direction such a slurry flow is pressed or urged outward in the rotational direction.
  • the tooth profile portion 37 and the scraper 50 assist the movement of the slurry flowing out from the slurry discharge port 40 into the hollow connecting portion 41 as in the case of the pin 36 described above, the same effect as the slurry motion assisting action of the pin 36 is obtained.
  • the tooth profile portion 37 and the scraper 50 are combined.
  • the annular base is formed around the enlarged lower end separately from the rotating shaft, but the annular base may be formed by further enlarging the diameter of the enlarged lower end of the rotating shaft.
  • the pins are arranged in a single row on the outer periphery of the rotating disk.
  • a set of two pins is erected on the outer periphery of the rotating disk, and the pins are placed on the outer periphery of the rotating disk. It may be arranged in a row.
  • the mixer of the present invention can be used not only for the production of gypsum board, but also for the production of various gypsum plates such as glass mud board and glass fiber non-woven gypsum plate.
  • the present invention is applied to a scraper-type mixer having a configuration in which a plurality of scrapers are arranged in a kneading region and a mixing method thereof.
  • the residence time of the gypsum slurry in the kneading region can be increased so that the gypsum slurry can be sufficiently kneaded in the kneading region, or the density of the gypsum slurry in the kneading region Since the gypsum slurry can be uniformly kneaded in the kneading region by making the distribution and flow velocity distribution uniform, the practical effect is remarkable.

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Abstract

スクレーパー式ミキサーの混練領域において石膏スラリーを均一且つ十分に混練する。　ミキサーは、石膏スラリーを混練する混練領域(10a)を形成する円形筐体(20)と、筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転円盤(32)と、回転円盤に一体的に連結された回転駆動軸(30)と、混練領域に配置された複数のスクレーパー(50)と、混練領域の石膏スラリーを石膏ボード用原紙(1)の上に供給するために筐体の円環壁(23)に配設されたスラリー排出口(40)とを有する。スラリー排出口の開口は、複数の狭小開口(48,48')に分割され、混練領域から流出する石膏スラリーの流動抵抗が増大する。回転円盤と一体的に回転する環状基部(70)が、回転円盤の回転中心(10b)と同心状に混練領域に配置され、スクレーパーの内端部が環状基部に固定される。スクレーパーは、回転円盤の回転方向後方に屈曲又は湾曲する。

Description

ミキサー及びミキシング方法
　本発明は、ミキサー（MIXER，混合攪拌機）及びミキシング方法（MIXING METHOD, 混合攪拌方法）に関するものであり、より詳細には、回転駆動装置を筐体の上側又は下側に配置し、筐体の上板又は底板を貫通する回転駆動装置の回転軸によって回転円盤を回転させる石膏スラリー調製用のスクレーパー式ミキサー及びそのミキシング方法に関するものである。
　石膏ボードは、石膏を主体とする芯部（コア）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おり、防耐火性、遮音性、施工性及び経済性等の優位性より、建築用内装材として多彩な建築物において使用されている。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、焼石膏、接着助剤、硬化促進剤、泡（又は泡剤）等の原料と、混練用の水とをミキサーで混練する混合攪拌工程、ミキサーで調製した焼石膏スラリー又は泥漿（以下、単に「スラリー」又は「石膏スラリー」という）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成形工程、そして、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乾燥・切断工程を含む。
　一般には、石膏ボード製造工程等においてスラリーを調製するミキサーとして、薄型且つ円形のピン型ミキサー（「遠心式ピン型混練機」とも呼ばれる。）が使用される。この形式のミキサーは、例えば、ＰＣＴ国際出願の国際公開公報ＷＯ00/56435号公報（特許文献１）等に開示される如く、偏平な円形筺体と、円形筐体内に回転可能に配置された回転円盤とを有する。円形筐体の上方には、回転駆動装置が配置され、回転駆動装置の回転軸が、円形筐体の上蓋又は上板の中心部を貫通し、回転円盤の中心部に固定される。筺体の上板は、回転円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。回転円盤は、回転円盤上に垂直に固定され且つ上板近傍まで延びる複数の下位ピン（移動ピン）を備える。上下のピンは、半径方向に交互に配置される。円形筐体の上蓋又は上板の中心領域には、上記原料又は材料をミキサー内に供給するための複数の混練成分供給口が配設され、混練すべき原料又は材料は、各供給口を介して回転円盤上に供給される。原料又は材料は、ミキサー内で攪拌混合されつつ、遠心力の作用によって回転円盤上を半径方向外方に移動する。筐体外周部又は下板（底板）には、混練物（スラリー）を機外に送出するためのスラリー排出口が配設され、スラリーは、スラリー排出口から機外に送出される。
　他の形式のミキサーとして、回転円盤とスクレーパーとを用いて混練成分を攪拌するスクレーパー方式のミキサー（スクレーパー型ミキサー）が知られている。例えば、特開平7-1437号公報（特許文献２）に記載されたミキサーは、上記ピン型ミキサーと同じく、偏平な円形筺体と、円形筐体内に回転可能に配置された回転円盤とを有する。円形筐体の下方には、回転駆動装置が配置され、回転駆動装置の回転軸が、円形筐体の下板（底板）の中心部を貫通し、回転円盤の中心部に固定される。回転円盤の下面には、スクレーパーが取付けられる。上蓋又は上板の下側にも又、上蓋又は上板の下面に近接した位置にスクレーパーが配置される。上下のスクレーパーは、回転円盤の回転とともに回転する。混練すべき原料及び混練用水が上蓋又は上板の各供給口を介して回転円盤上に供給され、攪拌混合されつつ、遠心力の作用によって回転円盤上を半径方向外方に移動し、スラリー排出口から機外に送出される。
国際公開公報ＷＯ00/56435号公報 特開平7-1437号公報
　上記の如く、石膏スラリーを調製するためのミキサーとして、ピン型及びスクレーパー型の各型式のミキサーが知られているが、ピン型のミキサーは、石膏スラリーを短時間で必要十分に混練し、これにより、石膏硬化体の強度を向上させることができるので、石膏硬化体の強度を確保する上で有利であると考えられてきた。このため、現状では、ピン型のミキサーが多くの石膏ボード製造工程において使用されている。
　しかし、ピン型のミキサーは、多数のピンを円盤に取付けた構成を有するので、部品点数が多く、しかも、ピンの磨耗又は損耗のために比較的高い頻度でピンの維持・管理やピンの交換等の必要が生じる。このため、ピン型のミキサーにおいては、維持・管理の費用が高額化するとともに、ピンの交換作業等のために比較的多くの労力が必要とされるという問題が生じる。また、ピン型のミキサーでは、混練領域に多数のピンが配置されることから、スラリーが滞留し易い狭小域又は死水域等が混練領域に比較的多く存在するという問題が従来より指摘されている。更に、ピン型のミキサーは、上記のとおり石膏硬化体の強度を向上する上で有利であると考えられているが、その反面、過剰な混練に起因して所謂「練り返し」という現象が発生し、石膏硬化体の強度が却って低下するという問題が生じ易い。
　これに対し、スクレーパー型のミキサーにおいては、混練領域の形態が比較的単純化するので、維持・管理を簡素化する上で有利であり、しかも、石膏スラリーが滞留し易い狭小域又は死水域が混練領域に形成し難く、このため、石膏スラリーの滞留及び機内付着等を防止する上で有利である。
　他方、スクレーパー型のミキサーでは、スクレーパー内端部の位置と、回転軸、粉体導入口及び液体導入口等との位置的な干渉や、回転円盤中心部における石膏スラリーの滞留防止等を考慮して、スクレーパー内端部の位置や、スクレーパーの数、配向、位置等を設定しなければならない。このため、回転円盤及びスクレーパーの遠心力又は回転力によって石膏スラリーの吐出圧を十分に確保するようにスクレーパーの数、形状、配向、位置等を最適化することは、極めて困難であった。例えば、上記特許文献２に記載されたスクレーパー型のミキサーでは、スラリー排出口を下板に配置し、重力に比較的大きく依存して石膏スラリーを混練領域から排出する構成を採用している。しかし、重力に依存して石膏スラリーを排出する構成を採用する場合、スラリー排出口の位置が下板（又は、下板近傍の円環壁下部）に制限される。このため、ミキサーと生産ラインとの位置関係が制約され、この結果、石膏ボード製造装置の設計自由度が低下するという問題が生じる。
　また、スクレーパー型のミキサーでは、このように重力に依存したスラリー排出口の配置を採用していたことから、石膏スラリーの滞留時間が比較的短く、混練領域において石膏スラリーを均一且つ十分に混練し難い傾向がある。このため、スクレーパー型のミキサーによって得られた石膏スラリーの硬化体は、十分な強度を発現し難いと考えられてきた。しかし、スクレーパーの数、配向、位置等を適切に設定するとともに、主として回転円盤及びスクレーパーの遠心力又は回転力に依存したスラリー排出口の配置を採用すれば、石膏スラリーを均一且つ十分に混練し、所望の石膏硬化体の強度を確保し得ることが、本発明者等の近年の研究により判明した。
　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、混練領域における石膏スラリーの滞留時間を増大し、これにより、石膏スラリーを混練領域において十分に混練することができるスクレーパー式のミキサー及びミキシング方法を提供することを目的とする。
　本発明は又、混練領域における石膏スラリーの密度分布及び流速分布を均一化し、石膏スラリーを混練領域において均一に混練することができるスクレーパー式のミキサー及びミキシング方法を提供することを目的とする。
　本発明は更に、スクレーパーを筐体内に適切に配置するとともに、スラリー排出口を円環壁の高さ方向中央領域、或いは、円環壁の比較的高い位置に位置決めすることができるスクレーパー式のミキサー及びミキシング方法を提供することを目的とする。
　本発明は、上記目的を達成すべく、石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転円盤と、該回転円盤に一体的に連結された回転駆動軸と、前記混練領域に配置されたスクレーパーと、前記混練領域の石膏スラリーを生産ライン上に供給するために前記筐体に配設されたスラリー排出口とを有する石膏スラリー調製用のミキサーにおいて、
　前記回転駆動軸は、前記筐体の上板又は下板を貫通して前記回転円盤に連結され、
　前記スクレーパーの内端部は、前記回転円盤の中心領域に配置され、該スクレーパーの外端部は、前記回転円盤の外周帯域に配置され、前記スラリー排出口は、前記筐体の円環壁に配置されており、
　前記スラリー排出口の開口を介して前記混練領域から流出する石膏スラリーの流動抵抗を増大させるように該開口を複数の狭小開口に分割する流路分割部材が、前記スラリー排出口に設けられたことを特徴とするミキサーを提供する。
　他の観点より、本発明は、石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転円盤と、該回転円盤に一体的に連結された回転駆動軸と、前記混練領域に配置されたスクレーパーと、前記混練領域の石膏スラリーを生産ライン上に供給するために前記筐体に配設されたスラリー排出口とを有する石膏スラリー調製用のミキサーを用いた石膏スラリーのミキシング方法において、
　前記スクレーパーの内端部を前記回転円盤の中心領域に配置し、該スクレーパーの外端部を前記回転円盤の外周帯域に配置し、前記スラリー排出口を前記筐体の円環壁に配置し、該スラリー排出口の開口を介して前記混練領域から流出する石膏スラリーの流動抵抗を増大させるように該開口を複数の狭小開口に分割し、
　前記筐体の上板又は下板を貫通する前記回転駆動軸によって、その回転軸線を中心に前記回転円盤及び前記スクレーパーを回転させて前記石膏スラリーを前記混練領域において混練するとともに、前記石膏スラリーに作用する遠心力により該石膏スラリーを前記混練領域の外周部に流動させて、前記スラリー排出口から混練領域外に流出せしめることを特徴とする石膏スラリーのミキシング方法を提供する。
　本発明の上記構成によれば、スラリー排出口の流動抵抗が増大することから、混練領域における石膏スラリーの滞留時間が増大するので、石膏スラリーを混練領域において十分に混練することができる。好ましくは、スラリー排出口の開口は、水平、鉛直又は格子状ガイド部材によって複数のスリット又は狭小流路に分割される。好適には、分取口を含むスラリー排出口の全面積は、円環壁の内周面の全面積の２～１０％の範囲内、更に好適には、その３～８％の範囲内に設定される。また、スラリー排出口（分取口を含む）の開口率は、好ましくは、５０～８０％の範囲内、更に好ましくは、５５～７５％の範囲内に設定される。
　本発明は又、石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転円盤と、該回転円盤に一体的に連結された回転駆動軸と、前記混練領域に配置されたスクレーパーと、前記混練領域の石膏スラリーを生産ライン上に供給するために前記筐体に配設されたスラリー排出口とを有する石膏スラリー調製用のミキサーにおいて、
　前記回転駆動軸は、前記筐体の上板又は下板を貫通して前記回転円盤に連結され、
　前記スクレーパーの内端部は、前記回転円盤の中心領域に配置され、該スクレーパーの外端部は、前記回転円盤の外周帯域に位置し、前記スクレーパーは、前記内端部及び外端部の間において前記回転円盤の回転方向後方に屈曲又は湾曲していることを特徴とするミキサーを提供する。
　他の観点より、本発明は、石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転円盤と、該回転円盤に一体的に連結された回転駆動軸と、前記混練領域に配置されたスクレーパーと、前記混練領域の石膏スラリーを生産ライン上に供給するために前記筐体に配設されたスラリー排出口とを有する石膏スラリー調製用のミキサーを用いた石膏スラリーのミキシング方法において、
　前記スクレーパーの内端部を前記回転円盤の中心領域に配置し、該スクレーパーの外端部を前記回転円盤の外周帯域に配置し、前記内端部及び外端部の間において前記スクレーパーを前記回転円盤の回転方向後方に屈曲又は湾曲させ、
　前記筐体の上板又は下板を貫通する前記回転駆動軸によって、その回転軸線を中心に前記回転円盤及び前記スクレーパーを回転させて前記石膏スラリーを前記混練領域で混練することを特徴とする石膏スラリーのミキシング方法を提供する。
　本発明の上記構成によれば、回転方向後方に屈曲又は湾曲したスクレーパーは、混練領域における石膏スラリーの密度分布及び流速分布を均一化させる。このため、石膏スラリーを混練領域において均一に混練することができる。例えば、スクレーパーを一カ所だけで屈曲させる場合、屈曲部の角度は、好ましくは４５±１５度の範囲内、更に好ましくは、４５±１０度の範囲内に設定される。好適には、スクレーパーは、複数の屈曲部を有し、或いは、全体的に湾曲し、概ねインボリュート曲線に沿うようにミキサーの中心領域から外方に延びる。好ましくは、スクレーパーの先端部は、混練領域の半径方向に対し、７５±１５度の範囲内の角度をなして配向される。
　好ましくは、筐体内で回転円盤と一体的に回転する環状基部が、回転円盤の回転中心と同心状に混練領域に配置され、スクレーパーの内端部が、環状基部に固定され、これにより、スクレーパーが水平に支持される。このような構成によれば、スクレーパー内端部を支持する手段を回転円盤中心部に確保し、スクレーパーの内端部をしっかりと支持することができる。また、環状基部は、石膏スラリー滞留域又は死水域が回転円盤の中心領域に形成されるのを防止するので、スクレーパーの内端部を回転円盤の中心領域に配置することができる。しかも、環状基部は、スクレーパーの数、配向、位置等の設計自由度を向上する。従って、本発明によれば、スクレーパーの数、配向、位置等を適正化してスラリー吐出圧を向上することができるので、スラリー排出口を円環壁の高さ方向中央領域、或いは、円環壁の比較的高い位置に位置決めすることが可能となる。
　更に好ましくは、上記スクレーパーの中心軸線は、上記スクレーパーの支点中心と上記回転円盤の回転中心とを通る線分に対し、６０度～１２０度の範囲内の角度に配向される。好適には、上記環状基部の直径は、回転駆動軸の直径の３倍以上の寸法に設定され、スクレーパーの内端部は、環状基部の上面に固定される。更に好適には、スクレーパーの中心軸線は、上記線分に対して直交する方向に配向される。このような構成によれば、混練領域の石膏スラリーをスクレーパーによって回転円盤の径方向外方に付勢することができるので、スラリー排出口を上記筐体の円環壁に適切に配置することができる。
　好適には、混練領域からスラリー排出口に流出する石膏スラリーの流れを助勢するためのピンが、上記回転円盤の外周部に立設される。このような構成によれば、混練領域の外周部に移動した石膏スラリーをピンによって回転円盤の接線方向又は径方向外方に付勢し又は押圧して、石膏スラリーの吐出圧を更に増大することができる。また、スクレーパーの先端部及びピンの位置を整合させることにより、スクレーパーの先端部をピンによって支持し、更に安定したスクレーパーの支持を確保することが可能となる。
　回転方向後方に屈曲又は湾曲したスクレーパーを有するミキサーにおいては、上記回転円盤は、好ましくは、上記ピンに換えて、混練領域からスラリー排出口に流出する石膏スラリーの流れを助勢するための歯形部を外周部に備える。このような構成によれば、混練領域の外周部に移動した石膏スラリーは、歯形部と、屈曲又は湾曲したスクレーパーとによって、回転円盤の接線方向又は径方向外方に付勢され又は押圧されるので、石膏スラリーの吐出圧は、付加的に増大される。
　スラリー排出口を円環壁に配置するとともに、スラリー排出口の開口を複数の狭小開口に分割して、混練領域から流出する石膏スラリーの流動抵抗を増大させるようにした本発明のスクレーパー式ミキサー及びミキシング方法によれば、混練領域における石膏スラリーの滞留時間を増大し、これにより、石膏スラリーを混練領域において十分に混練することが可能となる。
　また、スクレーパーを回転円盤の回転方向後方に屈曲又は湾曲させた本発明のスクレーパー式ミキサー及びミキシング方法によれば、混練領域における石膏スラリーの密度分布及び流速分布を均一化し、石膏スラリーを混練領域において均一に混練することができる。
　更に、環状基部を回転円盤の回転中心と同心状に混練領域に配置し、スクレーパーの内端部を環状基部に固定するようにしたスクレーパー式ミキサー及びミキシング方法によれば、スクレーパーを筐体内に適切に配置するとともに、スラリー排出口を円環壁の高さ方向中央領域、或いは、円環壁の比較的高い位置に位置決めすることができる。
図１は、石膏ボードの製造工程を部分的且つ概略的に示す工程説明図である。 図２は、石膏ボード製造ラインの構成を概略的に示す石膏ボード製造装置の部分平面図である。 図３は、ミキサーの全体構成を示す平面図である。 図４は、ミキサーの全体構成を示す斜視図である。 図５は、ミキサーの内部構造を示す横断面図である。 図６は、ミキサーの内部構造を示す部分破断斜視図である。 図７は、回転軸、スクレーパー及び環状基部の位置関係を示すミキサーの横断面図及びその部分拡大図である。 図８は、回転軸、スクレーパー及び環状基部の位置関係を示すミキサーの縦断面図及びその部分拡大図である。 図９は、スクレーパーの構成を示す断面図及び部分斜視図である。 図１０は、スラリー排出口の構造を示す斜視図及び拡大縦断面図である。 図１１は、回転軸、スクレーパー及び環状基部の位置関係の変形例を示すミキサーの横断面図である。 図１２は、スクレーパー及びピンの位置関係を例示するミキサーの横断面図である。 図１３は、環状基部の変形例を示すミキサーの部分拡大断面図である。 図１４は、単一の屈曲部において回転方向後方に屈曲したスクレーパーを有するミキサーの横断面図及びその部分拡大図である。 図１５は、多数の屈曲部において回転方向後方に屈曲したスクレーパーを有するミキサーの横断面図及びその部分拡大図である。 図１６は、全体的に回転方向後方に湾曲したスクレーパーを有するミキサーの横断面図である。 図１７は、回転方向後方に湾曲したスクレーパーを備えるとともに、多数の歯形部を回転円盤の外周領域に有するミキサーの横断面図である。
　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、石膏ボードの製造工程を部分的且つ概略的に示す工程説明図であり、図２は、石膏ボード製造ラインの構成を概略的に示す部分平面図である。
　図１及び図２に示すように、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。ミキサーを構成するスクレーパー型ミキサー１０が、搬送ラインと関連する所定位置、例えば、搬送ラインの上方域に配置される。焼石膏、接着助剤、硬化促進剤、添加剤、混和材等の粉体成分Ｐがミキサー１０に供給されるとともに、混練用水Ｌがミキサー１０に供給される。ミキサー１０は、粉体成分Ｐ及び混練用水Ｌを混練し、生産ラインの下紙１上に供給すべきスラリー（焼石膏スラリー）３を調製する。スラリー３は、スラリー送出部４及び放出管７に送出され、スラリー吐出口７ａから生産ライン上の下紙１の幅方向中央領域（石膏ボードのコア領域）に吐出する。スラリー３の一部は、分取管８（８ａ、８ｂ）に送出され、左右のスラリー吐出口８ｃ、８ｄから下紙１の幅方向両端部分（石膏ボードのエッジ領域）に吐出する。なお、幅方向中央領域に吐出すべきスラリー３には、比重調整用の泡剤又は泡Ｍが混入される。泡剤又は泡Ｍは、スラリー送出部４に導入される。所望により、泡剤又は泡Ｍを分取管８内のスラリーに供給しても良い。
　下紙１は、スラリー３とともに移送され、成型ローラ１８（１８ａ、１８ｂ）に達する。上紙２が、上側のローラ１８ａ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層構造の連続的な帯状積層体５が成型ローラ１８の下流側に形成される。帯状積層体５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（１９ａ、１９ｂ）に達する。所望により、成型ローラ１８に換えて、押出成型機（Extruder)や、矩形開口部を有するゲートの通過による成型など、種々の成型手段を用いることができる。 
　粗切断ローラ１９は、連続的な帯状積層体を所定長の板体に切断し、これにより、石膏を主体とする芯部（コア）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。石膏ボードの原板は、矢印Ｊ方向（搬送方向下流側）に配置された乾燥機（図示せず）に通され、強制乾燥され、しかる後、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３及び図４は、ミキサー１０の全体構成を示す平面図及び斜視図である。また、図５及び図６は、ミキサー１０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３及び図４に示すように、ミキサー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。）を有する。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Ｐ及び混練水Ｌを混練可能な混練領域１０ａ（図５）をミキサー１０内に形成する。
　上板２１の中心領域には、円形開口部２５が形成され、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、筐体２０の直上に配置された電動モータ等の回転駆動装置（図示せず）に連結され、中心軸線１０ｂを中心に所定の回転方向（本実施形態では、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Ｐを混練領域１０ａに供給する粉体供給管１５が上板２１に接続されるとともに、混練用水Ｌを混練領域１０ａに供給する給水管１６が上板２１に接続される。所望により、ミキサー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。
　スラリー排出口の一種として把握し得る分取口８ｅ、８ｆが、スラリー送出部４の反対側において円環壁２３に配設される。分取口８ｅ、８ｆには、分取管８ａ、８ｂが夫々連結される。本実施形態では、分取口８ｅ、８ｆは、所定の角度間隔αを互いに隔てて配置される。
　スラリー送出部４を構成するスラリー排出口４０が、分取口８ｆから回転方向Ｒ側（下流側）に所定の角度間隔βを隔てて円環壁２３に形成される。スラリー排出口４０は、円環壁２３の内周面に開口する。
　図５及び図６に示すように、中空連結部４１の拡大開口端が、スラリー排出口４０に接続される。中空連結部４１は、円環壁２３の外方に延び、中空連結部４１の縮小開口端がスラリー給送管４２の上端部に連結される。スラリー給送管４２は、一般に「垂直シュート」又は「キャニスター」と呼ばれるミキサー構成要素であり、スラリー排出口４０及び中空連結部４１とともにスラリー送出部４を構成する。
　泡又は泡剤Ｍをスラリーに供給するための泡供給管４５が、中空連結部４１に接続され、泡供給口４６が、中空連結部４１の内壁面に開口する。泡供給管４５は、スラリーの容積を調整するための泡又は泡剤Ｍを中空連結部４１内のスラリーに供給する。
　中空連結部４１を介してスラリー給送管４２内の垂直シュート領域（管内領域）に流入したスラリー及び泡の混合流体は、スラリー給送管４２の中心軸線を中心に旋回し、スラリー給送管４２内の垂直シュート領域において回転流動する。スラリー及び泡は、剪断力を受けて混合し、泡は、スラリー内に均一に分散する。スラリー給送管４２内のスラリーは、重力下に垂直シュート領域を流下し、一般に「ブーツ」とも呼ばれる放出管７（図１及び図２）を介して、下紙１の幅方向中央領域に吐出する。
　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の回転軸線又は中心軸線は、回転軸３０の中心軸線１０ｂ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。
　図５及び図６に示す如く、複数のスクレーパー５０が１２０度の角度間隔を隔てて筐体２０内に配置される。スクレーパー５０の内端部を支持するための環状基部７０が、回転軸３０の拡大下端部３１の外側に形成される。環状基部７０は、回転円盤３２及び拡大下端部３１と一体化しており、回転軸３０とともに回転する。環状基部７０は、水平且つ平坦な上面７２を有し、スクレーパー５０の内端部は、ビス、ボルト等の固定具又は係留具７１によって環状基部７０の上面７２に固定される。スクレーパー５０は、環状基部７０によってキャンチレバー（片持ち梁）式に支持され、混練領域１０ａにおいて外方に延び、円環壁２３の内周壁面に近接した位置において終端する。
　図７及び図８は、回転軸３０、スクレーパー５０及び環状基部７０の位置関係を示すミキサー１０の横断面図、縦断面図及び部分拡大断面図である。
　図７及び図８に示す如く、環状基部７０は、回転円盤３２の中心軸線１０ｂを中心として拡大下端部３１廻りに同心状に形成されており、環状基部７０の半径（外径）ｒ３は、拡大下端部３１の半径（外径）ｒ１の２～３倍の寸法（回転軸３０の直径の３～５倍）に設定される。
　図８（Ｂ）に示すように、環状基部７０の高さｈ２は、混練領域１０ａの高さｈ１よりも小さく、環状基部７０の上面７２は、上板２１の下面から間隔を隔てた水平な平面を構成する。例えば、混練領域１０ａの容積を増大したミキサー１０においては、高さｈ１、ｈ２が同一寸法だけ増大され、上板２１と上面７２との間の寸法ｈ３は、一定の値を維持し、従って、スクレーパー５０と上板２１とは、一定の位置関係を維持する。
　スクレーパー５０の内端部を支持する固定具又は係留具７１は、対をなして配置されており、図７（Ｂ）に示すスクレーパー５０の支点中心７５は、左右の固定具又は係留具７１が形成する各支点の中間点に位置する。スクレーパー５０の中心軸線５０ａは、支点中心７５を通り且つ中心軸線１０ｂを中心とした半径ｒ２の仮想真円ηに対し、その接線方向に延びる。図７（Ｂ）において、仮想真円ηの法線ζは、中心軸線１０ｂ及び支点中心７５を通り、中心軸線５０ａと法線ζとがなす角度θ１は、９０度である。但し、角度θ１は、必ずしも９０度に限定されるものではなく、角度θ１は、好ましくは、６０度～１２０度の範囲内、更に好ましくは、７５～１１５度の範囲内に設定し得る。スクレーパー５０は、上板２１の下面に近接した位置において水平に延び、円環壁２３の内周壁面に近接した位置において終端する。
　図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す如く、スクレーパー５０は、環状基部７０によってキャンチレバー（片持ち梁）式に支持されるが、スクレーパー５０の先端部（先端面５９）の位置とピン３６の位置とを整合させ、図８（Ｃ）に示す如く、スクレーパー５０の先端部をピン３６に連結し、環状基部７０及びピン３６による二点支持又は両端支持の支持形態によってスクレーパー５０を支持しても良い。
　図９（Ａ）は、スクレーパー５０の断面図であり、図９（Ｂ）は、スクレーパー５０の先端部の構成を示す部分斜視図であり、図９（Ｃ）は、スクレーパー５０の変形例を示す断面図である。
　スクレーパー５０は、セラミック製の耐磨耗板５２を金属製の成形部材５１の上面に埋め込んだ構造を有する。スクレーパー５０は、等脚台形の断面形状を有し、水平上面５３、鉛直前面５４、鉛直後面５５、前側斜面５６、後側斜面５７、水平下面５８および先端面５９を有する。水平下面５８に対する斜面５６、５７の傾斜角θ２、θ３は、実質的に同一の角度である。水平上面５３は、上板２１の下面から微小間隔Ｓを隔てて配置される。微小間隔Ｓは、１～５mmの範囲内に設定される。図７（Ａ）に示す如く、先端面５９は、円環壁２３の内周壁面の接線方向と概ね同じ方向に配向され、円環壁２３の内周壁面から５～１０mm程度の間隔を隔てて配置される。所望により、図９（Ｃ）に示す如く、スクレーパー５０の下面５８、斜面５６、５７を全体的に半円状又は弧状の湾曲面５８'に形成しても良い。
　図８に示す如く、スクレーパー６０が回転円盤３２の下面に更に配置される。スクレーパー６０は、平面視においてスクレーパー５０と同一の位置に配置される。スクレーパー６０の下面は、下板２２の上面から１～５mmの微小間隔を隔てて配置される。 
　図５及び図６に示すように、回転円盤３２は、真円形輪郭の外周縁を有し、ピン３６が回転円盤３２の外周帯域に垂直に固定される。遠心力の作用によって回転円盤３２上を外方に流動した粉体成分Ｐ及び混練用水Ｌの被混練流体（スラリー）は、図５の部分拡大図に矢印で示すように、スラリー排出口４０から中空連結部４１内に流出する。ピン３６は、このようなスラリー流を回転方向且つ外方に押圧ないし付勢する。即ち、ピン３６は、スラリー排出口４０から中空連結部４１内に流出するスラリーの運動を助勢する。このようにスラリー流が流通するスラリー排出口４０には、スラリー排出口４０の開口を分割する複数の水平ガイド部材４７が配設される。
　図１０（Ａ）は、スラリー排出口４０の構造を示す斜視図であり、図１０（Ｂ）は、スラリー排出口４０のスリット構造を示す拡大縦断面図である。図１０（Ｃ）及び図１０（Ｄ）は、スラリー排出口４０の変形例を示す斜視図及び拡大縦断面図である。
　図１０（Ａ）に示す如く、スラリー排出口４０には、スラリー排出口４０の全幅に亘って円環壁２３の周方向に延びる水平ガイド部材４７が上下方向に等間隔を隔てて配置される。各ガイド部材４７の両端部は、スラリー排出口４０の両側に位置する円環壁２３の部分に固定され、スラリー排出口４０は、複数の狭小開口に分割される。ガイド部材４７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り、ガイド部材４７の断面寸法は、例えば、厚さ１～５mm、奥行５～５０mmに設定される。高さ４～１５mmの水平スリット４８がガイド部材４７の間にスラリー流路として形成される。このようなスラリー排出口４０のスリット構造は、スラリー排出口４０から中空連結部４１に流出するスラリーに流動抵抗を与えるオリフィスとして機能し、これにより、混練領域１０ａにおけるスラリーの滞留時間を確保するように機能する。このような水平ガイド部材４７及び水平スリット４８のスリット構造は、スラリー排出口の一種である分取口８ｅ、８ｆの開口部にも、同様に配設される。
　スラリー排出口４０の開口率は、好ましくは、５０～８０％の範囲内、更に好ましくは、５５～７５％の範囲内に設定される。ここに、スラリー排出口４０の開口率は、「Ａ２／Ａ１」として求められ、「Ａ１」は、円環壁２３の内周面におけるスラリー排出口４０の全面積「Ｗ×Ｔ」であり、「Ａ２」は、水平スリット４８の有効開口面積「Ｗ×ｔ×スリット箇所数」である。「スリット箇所数」は、図示の例では、５である。同様に、分取口８ｅ、８ｆの開口率も又、好ましくは、５０～８０％の範囲内、更に好ましくは、５５～７５％の範囲内に設定される。ここに、スラリー分取口８ｅ、８ｆの開口率は、「Ａ４／Ａ３」として求められ、「Ａ３」は、円環壁２３の内周面における分取口８ｅ、８ｆの全面積であり、「Ａ４」は、分取口８ｅ、８ｆの有効開口面積である。
　また、スラリー排出口４０及び分取口８ｅ、８ｆの総面積「Ａ１＋Ａ３」は、円環壁２３の内周面全体の面積（内周壁面の直径×３．１４×内周壁面の高さ）に対し、２～１０％の範囲内、好ましくは、３～８％の範囲内に設定される。
　変形例として、水平ガイド部材４７及び水平スリット４８を鉛直ガイド部材及び鉛直スリットとして形成し、或いは、スラリーの流動方向に対してガイド部材を斜め方向に傾斜させることも可能である。また、図１０（Ｃ）及び図１０（Ｄ）に示すように、スラリー排出口４０及び分取口８ｅ、８ｆを格子状のガイド部材４９によって多数の狭小開口に分割し、方形断面の狭小流路４８'を形成して良い。なお、このような構成のスラリー排出口４０においても、好適な開口率等は、上記のとおりである。
　図１１は、回転軸３０、スクレーパー５０及び環状基部７０の位置関係の変形例を示すミキサー１０の横断面図である。
　図１１（Ａ）に示すミキサー１０においては、４本のスクレーパー５０が、互いに９０度の角度間隔を隔てた方向に配向される。図１１（Ｂ）に示すミキサー１０においては、２本のスクレーパー５０が、互いに１８０度の角度間隔を隔てた方向に配向される。必要に応じて、５本以上のスクレーパー５０をミキサー１０の混練領域１０ａに配置しても良い。所望により、均一な角度間隔を隔ててスクレーパー５０を配置せず、不均等な角度間隔を隔ててスクレーパー５０を配置することも可能である。
　図１２は、スクレーパー５０及びピン３６の位置関係を例示するミキサー１０の横断面図である。
　図１２の各図に示す如く、スクレーパー５０は、例えば、１２０度の角度間隔を隔てて配置される。ピン３６は、好ましくは、スクレーパー５０の位置と関連した相対位置に配置される。好適には、スクレーパー５０及びピン３６は、回転軸３０の中心軸線１０ｂに対して回転対称の平面位置に配置される。例えば、図１２（Ａ）に示すピン３６の配置では、ピン３６は、スクレーパー５０と同じく１２０度の角度間隔θａを隔てて回転円盤３２の外周部に位置する。スクレーパー５０及びピン３６の位相は、６０度（θａ／２）だけ相違する。他方、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示すピン３６のレイアウトでは、ピン３６は、４０度又は３０度の角度間隔θｂ、θｃを隔てて回転円盤３２の外周部に配置される。スクレーパー５０の先端部は、ピン３６の位置と整合し、スクレーパー５０の先端部は、図８（Ｃ）に示す如く、ピン３６によって支持される。このようなスクレーパー５０及びピン３６の回転対称性は、スラリー排出口４０及び分取口８ｅ、８ｆから流出するスラリーに脈動又は不整流が発生するのを防止することから、スラリー排出量を安定させる上で極めて有利である。
　図１３は、環状基部７０の変形例を示す部分拡大断面図である。
　環状基部７０は、必ずしも回転軸３０及び拡大下端部３１と一体化する必要はなく、拡大下端部３１の外周面から間隔を隔てて環状基部７０の内周面７６を形成しても良い。図１３において、半径（外径）ｒ１の拡大下端部３１と、半径（内径）ｒ４の環状基部７０との間には、所定幅（ｒ４－ｒ１）の環状間隙７７が形成される。
　次に、ミキサー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及びスクレーパー５０は、矢印Ｒ方向に回転駆動されるとともに、ミキサー１０で混練すべき粉体成分Ｐ及び混練用水Ｌが、粉体供給管１５及び給水管１６を介してミキサー１０内に供給される。粉体成分Ｐ及び混練用水Ｌは、混練領域１０ａに流入し、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、回転円盤３２の外周領域に移動する。スクレーパー５０、６０は、上板２１の下面および下板２２の上面に付着したスラリーを掻き落とし、或いは、削り落とす。ピン３６は、円環壁２３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の外周領域に移動したスラリーは、ピン３６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４０から中空連結部４１に流出する。泡供給管４５の泡供給口４６は、中空連結部４１に流入したスラリーに所要量の泡又は泡剤Ｍを供給する。泡又は泡剤Ｍを混入したスラリーは、中空連結部４１からスラリー給送管４２内に流入し、スラリー給送管４２内で回転力及び剪断力を受け、更に混合した後、放出管７から下紙１の幅方向中央領域に吐出する。
　混練領域１０ａの外周領域に移動したスラリーは又、分取口８ｅ、８ｆを介して、分取管８ａ、８ｂに流入し、下紙１のエッジ領域に吐出する。分取口８ｅ、８ｆ付近のスラリーは、例えば、泡又は泡剤Ｍを供給されずに分取管８ａ、８ｂに送出され、従って、下紙１のエッジ領域に供給されるスラリーは、比較的比重が大きいスラリーである。
　このようなミキサー１０の作動において、スクレーパー５０は、混練領域１０ａのスラリーを回転円盤３２の径方向外方に付勢し、ピン３６の上記作用と協働して、スラリー排出口４０及び分取口８ｅ、８ｆからスラリーを混練領域外に排出せしめる。前述のスリット構造（又は格子構造等）によりスラリー排出口４０及び分取口８ｅ、８ｆの流動抵抗が増大していることから、混練領域１０ａにおけるスラリーの滞留時間が増大するので、スラリーは、混練領域１０ａにおいて十分に混練される。
　図１４～図１７は、回転方向後方に屈曲又は湾曲したスクレーパーを備えたミキサー１０の全体構成を示す横断面である。なお、各図において、前述の実施例の各構成要素又は構成部材と実質的に同一の構成要素又は構成部材については、同一の参照符号が付されている。
　図５～図１３に示すスクレーパー５０は、環状基部７０から真っ直ぐに直線形態に延びる構成のものであるが、図１４に示すスクレーパー５０は、屈曲部８０において回転方向後方に屈曲する。即ち、スクレーパー５０の中心軸線５０ａは、屈曲部８０において角度θ４で回転方向後方に屈曲して外方に延びる。スクレーパー５０は、円環壁２３の内周壁面に近接した位置において終端する。中心軸線５０ａと混練領域１０ａの半径方向γとは、先端面５９において角度θ５をなして交差する。角度θ４、θ５は、好ましくは、４５±１５度、更に好ましくは、４５±１０度の範囲内の角度に設定される。
　上板２１に位置する粉体供給管１５の粉体供給口が、開口部１７として図１４に破線で示されている。図１４の部分拡大図に示すように、開口部１７の中心１７ａは、中心軸線１０ｂから距離（半径）ｒ５だけ離間し、環状基部７０に接近した開口部１７の最内端１７ｂは、中心軸線１０ｂから距離（半径）ｒ６だけ離間し、屈曲部８０は、中心軸線１０ｂから距離（半径）ｒ７だけ離間する。好ましくは、屈曲部８０の位置は、ｒ５＞ｒ７＞ｒ６の関係が成立する範囲内に設定される。
　図１５に示すミキサー１０は、多数の屈曲部８０によって全体的に回転方向後方に屈曲したスクレーパー５０を有する。スクレーパー５０の中心軸線５０ａは、各屈曲部８０において角度θ６で回転方向後方に屈曲する。角度θ６は、好ましくは、１５±１０度、更に好ましくは、１５±５度の範囲内の角度に設定される。中心軸線５０ａは、スクレーパー５０の先端部において、混練領域１０ａの半径方向γに対して７５±１０度の角度θ５をなす方向に配向される。
　図１６に示すミキサー１０は、全体的に回転方向後方に湾曲したスクレーパー５０を有する。好ましくは、中心軸線５０ａは、環状基部７０の外周縁から実質的にインボリュート曲線として外方に延びる曲線である。なお、図１５に示すスクレーパー５０においても、多数の屈曲部８０によって屈曲した中心軸線５０ａは、好ましくは、概ねインボリュート曲線に沿う線分である。
　また、図１４～図１６に示すミキサー１０においては、一本のスクレーパー５０の先端部がピン３６の位置と整合するにすぎない。しかしながら、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示すごとく、全てのスクレーパー５０の先端部がピン３６の位置と整合するように設定し、全スクレーパー５０の先端部をピン３６によって支持することも可能である。
　図１７には、ピン３６に換えて、多数の歯形部３７を回転円盤３２の外周領域に形成した構成のミキサー１０が示されている。前述のとおり、遠心力の作用によって回転円盤３２上を外方に流動したスラリーは、図１７に矢印で示すようにスラリー排出口４０から中空連結部４１内に流出するが、歯形部３７は、回転方向後方に屈曲又は湾曲したスクレーパー５０と協働して、このようなスラリー流を回転方向且つ外方に押圧ないし付勢する。即ち、歯形部３７及びスクレーパー５０は、前述のピン３６と同様、スラリー排出口４０から中空連結部４１内に流出するスラリーの運動を助勢するので、ピン３６のスラリー運動助勢作用と同様の効果が、歯形部３７及びスクレーパー５０の組合せによって得られる。
　上記構成のミキサー１０に関する本発明者の実験等によれば、回転方向後方に屈曲又は湾曲したスクレーパー５０を用いた場合、混練領域１０ａにおけるスラリーの密度分布及び流速分布が均一化し、スラリーを比較的短時間で十分に混練することができる。これは、主として以下の理由に依ると考えられる。
(1)スクレーパー型ミキサーの場合、ピン型ミキサーと比較して死水域又はスラリー滞留域が混練領域１０ａに発生し難い。
(2)屈曲又は湾曲したスクレーパー５０の場合、スクレーパー５０の背後（回転方向後側）においても、死水域又はスラリー滞留域が発生し難い。
(3)混練領域１０ａの径方向外方に向かう比較的大きな力又は圧力がスクレーパー５０によってスラリーに与えられる。
　以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態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、上記実施形態においては、回転軸とは別に環状基部を拡大下端部廻りに形成しているが、回転軸の拡大下端部の直径を更に拡大することにより環状基部を形成しても良い。
　また、上記実施形態においては、回転円盤外周部にピンを単列に配置しているが、例えば、２本一組のピンを回転円盤外周部に立設し、ピンを回転円盤外周部に２列に配置しても良い。
　更に、本発明のミキサーは、石膏ボードの製造のみならず、ガラスマッドボード、ガラス繊維不織布入石膏板等の各種石膏板の製造においても使用することができる。
　以上説明した如く、本発明は、混練領域に複数のスクレーパーを配置した構成を有するスクレーパー型のミキサー及びそのミキシング方法に適用される。本発明に係るスクレーパー型ミキサー及びそのミキシング方法によれば、混練領域における石膏スラリーの滞留時間を増大して石膏スラリーを混練領域で十分に混練することができ、或いは、混練領域における石膏スラリーの密度分布及び流速分布を均一化して石膏スラリーを混練領域で均一に混練することができるので、その実用的効果は、顕著である。
１０　ミキサー 
１０ａ　混練領域 
１０ｂ　回転円盤の中心軸線 
１５　粉体供給管 
１６　給水管 
２０　筐体 
２１　上板 
２２　下板 
２３　円環壁 
３０　回転軸 
３１　拡大下端部 
３２　回転円盤 
３６　ピン 
３７　歯形部 
４０　スラリー排出口 
４１　中空連結部 
４７、４９　ガイド部材 
４８　スリット 
４８'　狭小流路
５０　スクレーパー 
５０ａ　スクレーパーの中心軸線 
７０　環状基部 
７１　固定具又は係留具 
７２　環状基部の上面 
７５　支点中心
８０　屈曲部 

 

Claims (21)

  1. 　石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転円盤と、該回転円盤に一体的に連結された回転駆動軸と、前記混練領域に配置されたスクレーパーと、前記混練領域の石膏スラリーを生産ライン上に供給するために前記筐体に配設されたスラリー排出口とを有する石膏スラリー調製用のミキサーにおいて、
    　前記回転駆動軸は、前記筐体の上板又は下板を貫通して前記回転円盤に連結され、
    　前記スクレーパーの内端部は、前記回転円盤の中心領域に配置され、該スクレーパーの外端部は、前記回転円盤の外周帯域に配置され、前記スラリー排出口は、前記筐体の円環壁に配置されており、
    　前記スラリー排出口の開口を介して前記混練領域から流出する石膏スラリーの流動抵抗を増大させるように該開口を複数の狭小開口に分割する流路分割部材が、前記スラリー排出口に設けられたことを特徴とするミキサー。
  2. 　石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転円盤と、該回転円盤に一体的に連結された回転駆動軸と、前記混練領域に配置されたスクレーパーと、前記混練領域の石膏スラリーを生産ライン上に供給するために前記筐体に配設されたスラリー排出口とを有する石膏スラリー調製用のミキサーにおいて、
    　前記回転駆動軸は、前記筐体の上板又は下板を貫通して前記回転円盤に連結され、
    　前記スクレーパーの内端部は、前記回転円盤の中心領域に配置され、該スクレーパーの外端部は、前記回転円盤の外周帯域に位置し、前記スクレーパーは、前記内端部及び外端部の間において前記回転円盤の回転方向後方に屈曲又は湾曲していることを特徴とするミキサー。
  3. 　前記スクレーパーの内端部は、前記回転円盤の中心領域に配置され、該スクレーパーの外端部は、前記回転円盤の外周帯域に位置し、前記スクレーパーは、前記内端部及び外端部の間において前記回転円盤の回転方向後方に屈曲又は湾曲していることを特徴とする請求項１に記載のミキサー。
  4. 　前記筐体内で前記回転円盤と一体的に回転する環状基部が、前記回転円盤の回転中心と同心状に前記混練領域に配置され、前記スクレーパーの内端部が前記環状基部に固定されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のミキサー。
  5. 　前記環状基部の直径は、前記回転駆動軸の直径の３倍以上の寸法に設定され、前記スクレーパーの内端部は、前記環状基部の上面に固定されることを特徴とする請求項４に記載のミキサー。
  6. 　前記スクレーパーの内端部の中心軸線は、前記スクレーパーの支点中心と前記回転円盤の回転中心とを通る線分に対し、６０度～１２０度の範囲内の角度をなす方向に水平に延びることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のミキサー。
  7. 　前記流路分割部材は、前記スラリー排出口の開口を複数のスリットに分割する複数のガイド部材、或いは、前記スラリー排出口の開口を縦横に分割するメッシュ状部材又は格子状部材からなることを特徴とする請求項１又は３に記載のミキサー。
  8. 　前記スラリー排出口から混練領域外に流出する石膏スラリーの流れを助勢するためのピンが、前記回転円盤の外周部に立設されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のミキサー。
  9. 　前記スクレーパーの先端部は、前記ピンによって支持されることを特徴とする請求項８に記載のミキサー。
  10. 　前記回転円盤は、前記混練領域から前記スラリー排出口に流出する石膏スラリーの流れを助勢するための歯形部を外周部に備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のミキサー。
  11. 　石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転円盤と、該回転円盤に一体的に連結された回転駆動軸と、前記混練領域に配置されたスクレーパーと、前記混練領域の石膏スラリーを生産ライン上に供給するために前記筐体に配設されたスラリー排出口とを有する石膏スラリー調製用のミキサーを用いた石膏スラリーのミキシング方法において、
    　前記スクレーパーの内端部を前記回転円盤の中心領域に配置し、該スクレーパーの外端部を前記回転円盤の外周帯域に配置し、前記スラリー排出口を前記筐体の円環壁に配置し、該スラリー排出口の開口を介して前記混練領域から流出する石膏スラリーの流動抵抗を増大させるように該開口を複数の狭小開口に分割し、
    　前記筐体の上板又は下板を貫通する前記回転駆動軸によって、その回転軸線を中心に前記回転円盤及び前記スクレーパーを回転させて前記石膏スラリーを前記混練領域において混練するとともに、前記石膏スラリーに作用する遠心力により該石膏スラリーを前記混練領域の外周部に流動させて、前記スラリー排出口から混練領域外に流出せしめることを特徴とする石膏スラリーのミキシング方法。
  12. 　石膏スラリーを混練する混練領域を形成する円形筐体と、該筐体内に配置され、所定の回転方向に回転する回転円盤と、該回転円盤に一体的に連結された回転駆動軸と、前記混練領域に配置されたスクレーパーと、前記混練領域の石膏スラリーを生産ライン上に供給するために前記筐体に配設されたスラリー排出口とを有する石膏スラリー調製用のミキサーを用いた石膏スラリーのミキシング方法において、
    　前記スクレーパーの内端部を前記回転円盤の中心領域に配置し、該スクレーパーの外端部を前記回転円盤の外周帯域に配置し、前記内端部及び外端部の間において前記スクレーパーを前記回転円盤の回転方向後方に屈曲又は湾曲させ、
    　前記筐体の上板又は下板を貫通する前記回転駆動軸によって、その回転軸線を中心に前記回転円盤及び前記スクレーパーを回転させて前記石膏スラリーを前記混練領域で混練することを特徴とする石膏スラリーのミキシング方法。
  13. 　前記内端部及び外端部の間において前記スクレーパーを前記回転円盤の回転方向後方に屈曲又は湾曲させることを特徴とする請求項１１に記載のミキシング方法。
  14. 　前記筐体内で前記回転円盤と一体的に回転する環状基部を前記回転円盤の回転中心と同心状に前記混練領域に配置し、前記スクレーパーの内端部を前記環状基部に固定することにより該スクレーパーを水平に支持することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のミキシング方法。
  15. 　前記スクレーパーの支点中心と前記回転円盤の回転中心とを通る線分に対し、前記スクレーパーの内端部の中心軸線を６０度～１２０度の範囲内の角度に配向したことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載のミキシング方法。
  16. 　前記開口を複数の狭小開口に分割する手段として、該開口を複数のスリットに分割する複数のガイド部材、或いは、前記開口を縦横に分割するメッシュ状部材又は格子状部材を前記スラリー排出口に配置したことを特徴とする請求項１１又は１３に記載のミキシング方法。
  17. 　前記回転円盤の外周部にピンを立設し、前記スラリー排出口から混練領域外に流出する前記石膏スラリーの流れを助勢することを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載のミキシング方法。
  18. 　前記スクレーパーの先端部を前記ピンによって支持することを特徴とする請求項１７に記載のミキシング方法。
  19. 　前記回転円盤の外周部に歯形部を形成し、前記スラリー排出口から混練領域外に流出する前記石膏スラリーの流れを助勢することを特徴とする請求項１２又は１３に記載のミキシング方法。
  20. 　前記スラリー排出口の全面積は、前記円環壁の内周面の全面積に対し、その２～１０％の範囲内に設定され、
    　前記スラリー排出口の開口率は、５０～８０％の範囲内に設定されることを特徴とする請求項１、３又は７に記載のミキサー。
  21. 　前記スクレーパーは、単一の屈曲箇所において４５±１５度の範囲内の角度で屈曲しており、或いは、前記スクレーパーは、複数の箇所で屈曲し又は全体的に湾曲しており、該スクレーパーの先端部分は、前記混練領域の半径方向に対して７５±１５度の範囲内の角度をなす方向に配向されることを特徴とする請求項２、３又は１０に記載のミキサー。

     
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