(57)【要約】  石膏ボード（２５）を製造するためのシステムおよび方法の実施形態を、被覆シート穿孔器システム（４０）を介して少なくとも１つの有孔被覆シート（２８）を有する石膏ボード（２５）を生成するために使用し得る。被覆シート穿孔器システム（４０）は、マシン方向に沿って成形ステーション（３５）の下流側に配設された穿孔器ローラ（１５０）と、穿孔器ローラ（１５０）を、その回転軸がマシン横断方向に沿って延在するように回転可能に支持するためのローラ支持フレーム（１５２）と、回転軸を中心として穿孔器ローラ（１５０）を回転させるように穿孔器ローラ（１５０）とともに配置されたモータ（１５４）と、を含み得る。駆動モータ（１５４）は、ライン速度に実質的に等しい接線速度で穿孔器ローラ（１５０）を回転させて、石膏ボード（２５）が穿孔器ローラ（１５０）を通過して移動するときに、上向き被覆シート（２８）内に一連の穿孔穴（１２５）を生成するように適合され得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏ボードを製造するためのシステムであって、前記石膏ボードが、石膏コアと、第１の被覆シートと、第２の被覆シートと、を有し、前記石膏コアが、前記第１の被覆シートと前記第２の被覆シートとの間に介在し、前記システムが、
成形ステーションであって、前記石膏ボードが所定の厚さ範囲内にあるように、前記石膏ボードを成形するように適合された、成形ステーションと、
コンベアであって、前記コンベアが、前記石膏ボードをマシン方向に沿って前記成形ステーションから離れて搬送するように適合されており、前記コンベアが、前記石膏ボードを、前記石膏ボードの前記第１の被覆シートが前記コンベア上に置かれるように支持するように構成されており、前記コンベアが、前記マシン方向およびマシン横断方向に沿って延在し、前記マシン横断方向が、前記マシン方向に垂直である、コンベアと、
被覆シート穿孔器システムであって、被覆シート穿孔器システムが、前記被覆シート穿孔器システムが、穿孔器ローラ、ローラ支持フレーム、およびモータを含み、
前記穿孔器ローラが、前記マシン方向に沿って前記成形ステーションの下流側に配設されており、前記穿孔器ローラが、前記ローラ支持フレームに、前記穿孔器ローラが回転軸を中心として回転可能であるように回転可能に装着されており、
前記ローラ支持フレームが、前記穿孔器ローラを、前記回転軸が前記マシン横断方向に沿って延在するように支持し、前記ローラ支持フレームが、前記穿孔器ローラを前記コンベアによって搬送された前記石膏ボードの前記第２の被覆シートと接触する関係に置くように適合されており、
前記駆動モータが、前記回転軸を中心として前記穿孔器ローラを回転させるように前記穿孔器ローラとともに配置され、前記駆動モータが、前記穿孔器ローラを回転させて、前記石膏ボードが前記穿孔器ローラを通過して移動するときに前記第２の被覆シート内に一連の穿孔穴を生成するように適合されている、システム。
【請求項２】
前記穿孔器ローラが、外周を有し、前記駆動モータが、前記穿孔器ローラを、前記穿孔器ローラの前記外周と前記第２の被覆シートとの間の接触点で前記石膏ボードの方向に回転させるように適合されている、請求項１に記載の製造するためのシステム。
【請求項３】
前記コンベアが、前記石膏ボードを前記マシン方向に沿ってライン速度で搬送するように適合されており、前記駆動モータが、前記穿孔器ローラを、前記穿孔器ローラの前記外周が接線速度を有するように回転させるように適合されており、前記接線速度が、前記ライン速度に実質的に等しい、請求項２に記載の製造するためのシステム。
【請求項４】
前記穿孔器ローラが、シャフトと、前記ローラから突出する複数の穿孔ピンと、を含み、前記穿孔ピンが、前記穿孔器ローラの前記外周を画定する、請求項１または３に記載の製造するためのシステム。
【請求項５】
前記ローラ支持フレームが、前記穿孔器ローラを前記コンベア上で、前記穿孔器ローラと前記コンベアとの間で測定されたオフセット距離が、前記石膏ボードの前記第２の被覆シートへの前記穿孔器ローラの貫通の深さを選択的に調節するために可変であるように調節可能に支持するように適合されており、前記オフセット距離が、前記マシン方向および前記マシン横断方向の両方に垂直である法線軸に沿って測定される、請求項１または３に記載の製造するためのシステム。
【請求項６】
前記方法が、
前記石膏ボードをマシン方向に沿って成形ステーションから離れて穿孔器ローラへと搬送することであって、前記石膏ボードが、第１の被覆シートと第２の被覆シートとの間に介在するコアを有し、前記コアが、水性石膏スラリーを含み、前記石膏ボードが、前記マシン方向およびマシン横断方向に沿って延在し、前記マシン横断方向が、前記マシン方向に垂直であり、前記穿孔器ローラが、前記マシン方向に沿って前記成形ステーションの下流側に配設されている、搬送することと、
前記石膏ボードを前記マシン方向に沿って前記穿孔器ローラの下に通過させることであって、前記穿孔器ローラが、前記石膏ボードの前記第２の被覆シートと接触する関係にある、通過させることと、
前記石膏ボードが前記マシン方向に前記穿孔器ローラを通過して移動するときに、前記第２の被覆シートに一連の穿孔穴を生成するために、前記穿孔器ローラを駆動モータを介して、前記マシン横断方向に沿って延在する回転軸を中心として回転させることと、を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステムを使用して石膏ボードを製造する方法。
【請求項７】
前記駆動モータが、前記穿孔器ローラを、前記穿孔器ローラの外周と前記第２の被覆シートとの間の接触点で前記石膏ボードの方向に回転させ、前記石膏ボードが、前記マシン方向に沿ってライン速度で前記成形ステーションから離れて搬送され、前記駆動モータが、前記穿孔器ローラを、前記穿孔器ローラの前記外周が接線速度を有するように回転させ、前記接線速度が、前記ライン速度に実質的に等しい、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記穿孔器ローラと前記コンベアとの間で測定されたオフセット距離を変更することによって、前記石膏ボードの前記第２の被覆シートへの前記穿孔器ローラの貫通の深さを調節することをさらに含み、前記オフセット距離が、前記マシン方向および前記マシン横断方向の両方に垂直である法線軸に沿って測定される、請求項６または７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記石膏ボードの前記コアが、コア層、および濃縮層、を備え、前記コア層が、少なくとも水およびスタッコを含むコアスラリーから成形され、前記濃縮層が、少なくとも水、スタッコ、および増強添加剤を含む濃縮スラリーから成形され、前記増強添加剤が、前記コアスラリー中よりも前記濃縮スラリー中に、より濃縮された重量パーセント量で存在し、前記コア層が、前記第２の被覆シートと前記濃縮層との間に法線軸に沿って介在し、前記法線軸が、前記マシン方向および前記マシン横断方向の両方に垂直である、請求項６または７に記載の製造方法。
【請求項１０】
石膏ボードであって、
第１の被覆シートと、
第２の被覆シートと、
コアと、を備え、前記コアが、前記第１の被覆シートと前記第２の被覆シートとの間に介在し、前記コアが、コア層、および濃縮層、を含み、前記コア層が、少なくとも水およびスタッコを含むコアスラリーから成形された凝固石膏を含み、前記濃縮層が、少なくとも水、スタッコ、および増強添加剤を含む濃縮スラリーから成形された凝固石膏を含み、前記増強添加剤が、前記コアスラリー中よりも前記濃縮スラリー中により濃縮された重量パーセント量で存在し、
前記第２の被覆シートが、その中に一連の穿孔穴を画定する、石膏ボード。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は、連続石膏ボード製造処理に関し、より詳細には、有孔被覆シートを備えた石膏ボードを製造するためのシステムおよび方法に関する。
【０００２】
多くの種類のセメント質物品では、凝固石膏（硫酸カルシウム二水和物）は、多くの場合主要構成成分である。例えば、凝固石膏は、伝統的なプラスター（例えば、プラスター表面の内部建物壁）、また建物内装壁および天井の典型的な乾式壁建築に使用される表面を有する石膏ボードの使用によって作成される最終製品の主要成分である。加えて、凝固石膏は、例えば、米国特許第５，３２０，６７７号に記載されるように、石膏／セルロース繊維複合板および製品の主要成分である。典型的には、かかる石膏含有セメント質製品は、セメント質スラリーを成形するのに適切な、焼き石膏（硫酸カルシウムアルファまたはベータ半水和物および／もしくは無水硫酸カルシウム）、水、ならびに他の成分の混合物を調製することによって作製される。セメント質スラリーおよび所望の添加剤は、例えば、米国特許第３，３５９，１４６号に記載されるように、多くの場合、連続混合器中で混ざられる。
【０００３】
典型的な石膏ボード製造処理では、石膏ボードは、（一般的に「スタッコ」と称される）焼き石膏を水中に均一に分散させて、水性焼き石膏スラリーを成形することによって生成される。水性焼き石膏スラリーは、典型的には、スタッコおよび水および他の添加剤を、内容物を撹拌するための手段を含有する混合器に挿入することによる連続的な様式で生成され、均一な石膏スラリーを成形する。スラリーは、連続的に混合器の排出口に向けられ、その排出口を通って、混合器の排出口に接続された排出導管に向けられる。水性発泡体は、水性焼き石膏スラリーと混合器内および／または排出導管内で組み合わせられ得る。発泡スラリーのストリームは、排出導管であって、そこから成形テーブルによって支持される被覆シート材料の移動するウェブ（すなわち、正面シート）上にスラリーが連続的に堆積される、排出導管を通過する。発泡スラリーを前進する正面シート上に広げることができる。被覆シート材料の第２のウェブ（すなわち、背面シート）を塗布して発泡スラリーを覆い、連続壁板予備成形のサンドイッチ構造を成形する。壁板予備成形は、所望の厚さを得るように、従来の成形ステーションなどで成形に供される。
【０００４】
焼き石膏は、壁板予備成形で水と反応して結晶性水和石膏または硫酸カルシウム二水和物のマトリクスを成形し、コンベアが壁板予備成形を製造ラインの下方に移動させるときに凝固する。焼き石膏の水和は、凝固石膏のインターロッキングマトリクスの成形を提供し、それによって、石膏含有製品中の石膏構造に強度が付与される。石膏スラリーは、結晶マトリクスが成形されて所望の形状を保持するにつれて固くなる。
【０００５】
予備成形が十分に凝固したラインに沿った点で壁板予備成形が成形ステーションの下流側のセグメントに切断された後、セグメントはひっくり返され、（例えば、キルン内で）乾燥されて過剰な水を追い出し、所望の寸法の最終壁板製品の提供へと進む。水性発泡体は、凝固石膏中に空気間隙を生成し、それによって、同様のスラリーを使用するが発泡体なしで作製された製品と比較して最終製品の密度を減少させる。
【０００６】
石膏壁板の生成に関連付けられた一部の操作上の問題に取り組むための従来のデバイスおよび方法は、参照により本明細書に組み込まれる、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，６８３，６３５号、同第５，６４３，５１０号、同第６，４９４，６０９号、同第６，８７４，９３０号、同第７，００７，９１４号、および同第７，２９６，９１９号に記載されている。当該技術分野において、セメント質板の生成を向上させるためのさらなる解決策を提供するための継続的な必要性である。例えば、水和処理後に残っている過剰な水を追い出すために、効果的な様式でセメント質板を乾燥させるための技術に対する継続的な必要性がある。
【０００７】
この背景の説明は読み手を助けるために本発明者らによって作成されたものであり、示される問題のうちのいずれもそれら自体が当該技術分野において理解されたという指示としてみなされるものではないことが理解されるであろう。記載される原理は、いくつかの態様および実施形態では、他のシステムに固有の問題を軽減することができるが、保護される革新性の範囲が、添付の特許請求の範囲によって定義され、本明細書に記される任意の特定の問題を解決するいかなる開示された特色の能力によっても定義されないことが理解されるであろう。
【発明の概要】
【０００８】
一態様では、本開示は、有孔被覆シートを有する石膏ボードを製造するためのシステムの実施形態を対象とする。一実施形態では、石膏ボードを製造するためのシステムは、成形ステーション、コンベア、および被覆シート穿孔器システムを含む。石膏ボードは、石膏コアと、第１の被覆シートと、第２の被覆シートとを有する。石膏コアは、第１の被覆シートと第２の被覆シートとの間に介在する。
【０００９】
成形ステーションは、石膏ボードが所定の厚さ範囲内にあるように、石膏ボードを成形するように適合されている。コンベアは、石膏ボードをマシン方向に沿って成形ステーションから離れて搬送するように適合されている。コンベアは、石膏ボードを、石膏ボードの第１の被覆シートがコンベア上に静止するように支持するように構成されている。コンベアは、マシン方向およびマシン横断方向に沿って延在する。マシン横断方向は、マシン方向に垂直である。
【００１０】
被覆シート穿孔器システムは、穿孔器ローラ、ローラ支持フレーム、およびモータを含む。穿孔器ローラは、マシン方向に沿って成形ステーションの下流側に配設されている。穿孔器ローラは、ローラ支持フレームに、穿孔器ローラが回転軸を中心として回転可能であるように回転可能に装着されている。ローラ支持フレームは、穿孔器ローラを、回転軸がマシン横断方向に沿って延在するように支持する。ローラ支持フレームは、穿孔器ローラをコンベアによって搬送された石膏ボードの第２の被覆シートと接触する関係に置くように適合されている。駆動モータは、回転軸を中心として穿孔器ローラを回転させるように穿孔器ローラとともに配置されている。駆動モータは、穿孔器ローラを回転させて、石膏ボードが穿孔器ローラを通過して移動するときに第２の被覆シート内に一連の穿孔穴を生成するように適合されている。
【００１１】
別の態様では、本開示は、有孔被覆シートを有する石膏ボードを製造する方法の実施形態を記載する。一実施形態では、石膏ボードを製造する方法は、石膏ボードをマシン方向に沿って成形ステーションから離れて穿孔器ローラへと搬送することを含む。石膏ボードは、第１の被覆シートと第２の被覆シートとの間に介在するコアを有する。コアは、水性石膏スラリーを含む。石膏ボードは、マシン方向およびマシン横断方向に沿って延在する。マシン横断方向は、マシン方向に垂直である。穿孔器ローラは、マシン方向に沿って成形ステーションの下流側に配設されている。
【００１２】
石膏ボードは、マシン方向に沿って穿孔器ローラの下を通過する。穿孔器ローラは、石膏ボードの第２の被覆シートと接触する関係にある。穿孔器ローラを、駆動モータを介して、マシン横断方向に沿って延在する回転軸を中心として回転させて、石膏ボードがマシン方向に穿孔器ローラを通過して移動するときに第２の被覆シート内に一連の穿孔穴を生成する。
【００１３】
さらに別の態様では、本開示は、有孔被覆シートと、強化層を備えたコアとを有する石膏ボードの実施形態を対象とする。一実施形態では、石膏ボードは、第１の被覆シート、第２の被覆シート、およびコアを含む。コアは、第１の被覆シートと第２の被覆シートとの間に介在する。コアは、コア層および濃縮層を含む。コア層は、少なくとも水およびスタッコを含むコアスラリーから成形された凝固石膏を含む。濃縮層は、少なくとも水、スタッコ、および増強添加剤を含む濃縮スラリーから成形された凝固石膏を含む。増強添加剤は、コアスラリー中に存在するものよりも濃縮スラリー中の方が（重量パーセントで）より濃縮された量で存在する。被覆シートのうちの少なくとも１つは、該被覆シートがその中に複数の穿孔穴を画定するように穿孔される。
【００１４】
開示される原理のさらなる代替の態様および特色は、以下の詳細な説明および添付の図面から理解されるであろう。理解されるように、本明細書に開示される有孔被覆シートを備えた石膏ボードを製造するためのシステムおよび技術は、他のおよび異なる実施形態において実施および使用することができ、様々な点で修正することができる。したがって、前述の概要および以下の詳細な説明は両方とも例示的かつ説明的なものにすぎず、添付の特許請求の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の原理に従って構築された石膏壁板製造ラインの形態の水性セメント質スラリーから作製されたセメント質板を製造するためのシステムの一実施形態の部分概略側面図であり、本システムは、本開示の原理に従って構築され、成形ステーションと切断ステーションとの間の製造ラインに沿った所定の位置にポジショニングされている被覆シート穿孔器システムの一実施形態を含む。
【図２】図１の被覆シート穿孔器システムおよび図１の製造システムのコンベアによって支持された石膏ボードの平面図であり、説明のためにローラ支持フレームが部分的に破断されている。
【図３】図１の被覆シート穿孔器システムの端面図であり、説明のためにローラ支持フレームが部分的に破断されている。
【図４】図１の被覆シート穿孔器システムのローラブラケットの側面図である。
【図５】図４のローラブラケットの平面図である。
【図６】図４のローラブラケットの端面図である。
【図７】図１の卵形ＶＩＩで示されるように、位置決めロッドが装着されたローラブラケット、および図１の製造システムのコンベアに装着されるように適合されたブラケットストップの拡大部分端面図である。
【図８】図７と同様の図であるが、位置決めロッドとブラケットストップとの間に介在するストップパッドを示す図である。
【図９】本開示の原理に従って構築された石膏ボードの一実施形態の部分概略横断面図である。
【００１６】
図面は必ずしも縮尺通りではなく、開示される実施形態は時々概略的におよび部分図で示されることを理解されたい。ある特定の例では、本開示を理解するのに必要ではない、または他の詳細を認識することを困難にする詳細は、省略されている可能性がある。本開示は、本明細書で説明される特定の実施形態に限定されないことを理解されたい。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本開示は、石膏ボードを製造するためのシステムおよび方法であって、例えば、石膏壁板を含む様々なセメント質製品の製造に関連して使用され得る石膏ボードの被覆シートを穿孔するための手段およびステップを含む、方法の様々な実施形態を提供する。本開示の原理に従う石膏ボードを製造するためのシステムおよび方法の実施形態では、被覆シート穿孔器システムは、穿孔器ローラ、ローラ支持フレーム、および駆動モータを含み得る。
【００１８】
穿孔器ローラは、穿孔器ローラがその長手方向軸を中心として回転可能であるように、ローラ支持フレームに回転可能に装着されている。ローラ支持フレームは、穿孔器ローラをコンベア上で、穿孔器ローラの長手方向軸がコンベアのマシン横断方向に沿って延在するように支持し、マシン横断方向は、マシン方向であって、それに沿ってコンベアが石膏ボードを板ラインの湿端から切断ステーションに向かって運ぶ、マシン方向に垂直である。実施形態では、ローラ支持フレームは、マシン方向およびマシン横断方向の両方に垂直である法線軸に沿って穿孔器ローラのポジションをコンベア上で選択的に変更して、石膏ボードの被覆シートへの穿孔器ローラのピンの貫通の深さを選択的に調節するように適合され得る。実施形態では、被覆シート穿孔器システムは、石膏ボードに残っている過剰な水のキルン内での乾燥を容易にしながら、乾燥処理中に板内での蒸気の成形を防止する（または板内に成形された任意の蒸気のための出口を提供する）ことを助ける、後部被覆シート内の穿孔穴を生成するように構成され得る。
【００１９】
実施形態では、駆動モータは、穿孔器ローラをその長手方向軸を中心として可変的に回転させるように穿孔器ローラとともに配置されている。実施形態では、駆動モータは、穿孔器ローラを、穿孔器ローラがその外周において、マシン方向に沿って板ラインの湿端から切断ステーションのナイフに向かってコンベアによって運ばれる石膏ボードの公称ライン速度に実質的に等しい接線速度を有するように回転させるように制御され得る。
【００２０】
本開示は、第１の被覆シート、第２の被覆シート、およびコアを有する石膏ボードの実施形態を対象とする。コアは、第１の被覆シートと第２の被覆シートとの間に介在する。コアは、コア層および濃縮層を含む。コア層は、少なくとも水およびスタッコを含むコアスラリーから成形された凝固石膏を含む。濃縮層は、少なくとも水、スタッコ、および増強添加剤を含む濃縮スラリーから成形された凝固石膏を含む。増強添加剤は、コアスラリー中に存在するものよりも濃縮スラリー中の方が（重量パーセントで）より濃縮された量で存在する。被覆シートのうちの少なくとも１つは、該被覆シートがその中に複数の穿孔穴を画定するように穿孔される。
【００２１】
実施形態では、濃縮層は第１の被覆シートと連続しており、コア層は濃縮層と第２の被覆シートとの間に介在している。実施形態では、第２の被覆シートは穿孔される。実施形態では、第２の被覆シートは、穿孔される第２の被覆シートと連続している。
【００２２】
実施形態では、本開示の原理に従って作製された石膏ボードは、石膏ボードのコア層を作製するために使用されたスラリーの配合とは異なる配合を有するスラリーから作製された少なくとも１つの層を含む。実施形態では、濃縮層を成形するスラリー配合物は、コアスラリー配合物中の同じ強化添加剤の量よりも（重量パーセントで）より濃縮された量で強化添加剤を含み得る。実施形態では、濃縮層は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１５年６月２４日に出願された米国特許出願第６２／１８４，０６０号、２０１６年２月２日に出願された同第６２／２９０，３６１号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，１７６号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２１２号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２３２号、および２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２５７号に記載される技術およびセメント質スラリー配合物を使用して作製される「濃縮層」を含み得る。
【００２３】
ここで図に移ると、本開示の原理に従って構築された石膏ボード２５を製造するためのシステム２０の一実施形態が図１に示されている。図示の石膏ボード２５は、第１の被覆シート２７、第２の被覆シート２８、ならびにコア層３０および濃縮層３１を有する石膏コアを含む。石膏コア３０、３１は、第１の被覆シート２７と第２の被覆シート２８との間に介在する（図９も参照）。
【００２４】
図示のシステム２０は、湿端システム３４、成形ステーション３５、コンベア３７、被覆シート穿孔器システム４０、および切断ステーション４５を含む。湿端システム３４および成形ステーション３５は、所定の公称厚さを有する連続石膏ボード２５が成形ステーション３５からコンベア３７に沿ってマシン方向５０に切断ステーション４５に向かって送出されるように、構成物材料を一緒に混合および組み立てるように構成されている。コンベア３７は、石膏ボード２５をマシン方向５０に沿って被覆シート穿孔器システム４０を通過して切断ステーション４５に向かって移動させるように適合されている。石膏ボード２５は、マシン方向５０に沿って延在する一対の縁部を有する。縁部は、マシン方向５０に垂直であるマシン横断方向５１に沿って互いに側方に隔置された関係で配設されている。被覆シート穿孔器システム４０は、それを通過して石膏ボード２５がマシン方向５０に沿って切断ステーション４５に向かって移動するときに、（マシン横断方向５１に沿って測定された）第２の被覆シート２８の所定の幅にわたって第２の被覆シート２８を穿孔するように適合されている。切断ステーション４５は、石膏ボード２５を（マシン方向５０に沿って測定された）所定の長さの板セグメントに周期的に切断するように適合されている。
【００２５】
図示の実施形態では、湿端システム３４は、石膏壁板湿端システムとして構成されている。湿端システム３４は、石膏ボード２５を成形する構成物材料を混合および／または組み立てるように適合された任意の好適な機器を含み得る。図示の実施形態では、湿端システム３４は、石膏ボード２５のコア層３０を成形するコアスラリーと濃縮層３１を成形する濃縮スラリーとを生成するように適合されたセメント質スラリー混合分注システム７２を含む（図９も参照）。実施形態では、コアスラリー３０は、少なくとも水および（一般的に「スタッコ」と称される）焼き石膏を含む。実施形態では、コアスラリー３０は、水、スタッコ、および水性発泡体を含む発泡石膏スラリーを含む。実施形態では、濃縮スラリー３１は、少なくとも水、スタッコ、および増強添加剤を含む。増強添加剤は、コアスラリー３０中に存在するものよりも濃縮スラリー３１中の方が（重量パーセントで）より濃縮された量で存在する。実施形態では、コアスラリー３０および濃縮スラリー３１は、任意の好適な様式で成形され得る。
【００２６】
被覆シート材料の第１のロール７４は、第１の被覆シート２７が第１のロール７４からスラリー混合分注システム７２の上流側で分注され、スラリー混合器および分注システム７２と成形ステーション３５との間に延在する成形テーブル上で運搬されるように、選択的に分注されるように構成されている。被覆シート材料の第２のロール７５は、第２の被覆シート２８が第１の被覆シート２７上のスラリー混合分注システム７２と成形ステーション３５との間のポジションで第２のロール７５から分注され、濃縮層３１およびコア層３０がスラリー混合分注システム７２から分注されるように、選択的に分注されるように構成されている。石膏ボード製品は、典型的には、成形テーブル上を進行する第１のロール７４から分注された第１の被覆シート２７が完成した石膏ボード２５の「正面」被覆シート２７として機能するように「正面下向き」で成形される。
【００２７】
図示の実施形態では、スラリー混合分注システム７２は、主混合器８０、主排出導管８２、および発泡体注入システム８５を含む。主混合器８０は、石膏ボード２５のコア層３０を成形するように構成されているコアスラリーを成形するための水およびセメント質材料（例えば、スタッコ）を攪拌するように適合されている。主混合器８０は、主排出導管８２と流体連通している。水および焼き石膏の両方は、当該技術分野において既知である１つ以上の入口を介して主混合器８０にそれぞれ供給され得る。実施形態では、セメント質製品を製造する当該技術分野で既知であるように、任意の他の好適な石膏スラリー添加剤を主混合器８０に供給することができる。
【００２８】
任意の好適な混合器（例えば、ピン混合器）をスラリー混合分注システム７２とともに使用することができる。実施形態では、主混合器８０は、石膏ボード製造技術分野で既知であるように、例えば、両方ともカナダのオンタリオ州のＧｙｐｓｕｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．またはＪｏｈｎ  Ｂｒｏｅｄｅｒｓ  Ｍａｃｈｉｎｅから入手可能なものなど、好適な市販の混合器であり得る。
【００２９】
実施形態では、主混合器８０は、混合チャンバであって、その中に回転可能な攪拌機が配設されている、混合チャンバを画定する。攪拌機は、マシン方向５０およびマシン横断方向５１の両方に垂直である法線軸５２に沿ってポジショニングされた略垂直駆動シャフトが取り付けられた半径方向に延在するディスクを含み得る。駆動シャフトは、主混合器８０の上部壁を通って延在し得る。駆動シャフトは、例えば、主混合器８０の混合チャンバの内容物を混合するために攪拌機を回転させるのに適切な好適な速度（例えば、２７５〜３００ｒｐｍ）で駆動シャフトを回転させるためのモータなどの従来の駆動源に接続され得る。この回転は、得られた水性スラリーを、時計回りの外側スパイラルのような略遠心方向に向ける。攪拌機に関するこの説明は、当該技術分野において既知の石膏スラリー混合チャンバにおいて一般的に用いられている攪拌機の基本原理を示すことのみを意味することを理解されたい。ピン、パドル、プラウ、リングなどを用いるものを含む代替の攪拌機設計が企図される。
【００３０】
主排出導管８２は、主混合器８０と流体連通しており、コアスラリー３０の主流を、主混合器８０の下流側からさらなる製造ステーション（例えば、図１に示される成形ステーション３５）へ送達するように構成されている。コアスラリー３０は、実質的にマシン方向５０に沿って出口流れ方向に主排出導管８２から排出され得る。石膏ボードの形態のセメント質板を生成するために使用され得る図示の実施形態では、主排出導管８２は、第１の被覆シート２７がセメント質スラリー混合分注システム７２と成形ステーション３５との間に延在する成形テーブルによって支持されている位置でマシン方向５０に前進する第１の被覆シート２７上にコアスラリー３０を堆積させるように適合されている。
【００３１】
主排出導管８２は、任意の好適な材料から作製され得、当業者に既知の任意の好適な従来の排出導管を含む異なる形状を有し得る。いくつかの実施形態では、排出導管は、可撓性導管を含み得る。実施形態では、主排出導管８２は、例えば、発泡体注入システム８５の発泡体注入本体、流れ修正要素、およびスラリー分注器など、当業者によって理解されるであろう任意の好適な排出導管構成要素を備え得る。
【００３２】
実施形態では、１つ以上の流れ修正要素は、排出導管８２に関連付けられ得、主混合器８０から排出導管８２を通って排出されるコアスラリー３０の流れを修正するように適合され得る。実施形態では、流れ修正要素は、主混合器８０から排出導管８２を通るセメント質スラリーの流れの流れ方向に対して、排出導管８２および水性発泡体供給導管の一部である発泡体注入本体の下流側に配設されている。流れ修正要素（複数可）を使用して、排出導管８２を通って移動するコアスラリー３０の流れの動作特徴を制御することができる。好適な流れ修正要素の例としては、例えば、米国特許第６，４９４，６０９号、同第６，８７４，９３０号、同第７，００７，９１４号、および同第７，２９６，９１９号に記載されるものを含む、体積制限器、減圧器、圧縮弁、キャニスタなどが挙げられる。
【００３３】
実施形態では、主排出導管８２は、可撓性ホースの形態の導管または一般的に「ブーツ」と称される構成要素の長さなど、従来の排出導管の任意の好適な末端部分であり得るスラリー分注器を含み得る。実施形態では、ブーツは、多脚排出ブーツの形態であり得る。さらに他の実施形態では、排出導管８２のスラリー分注器は、例えば、米国特許出願公開第２０１２／０１６８５２７号、同第２０１２／０１７０４０３号、同第２０１３／００９８２６８号、同第２０１３／００９９０２７号、同第２０１３／００９９４１８号、同第２０１３／０１００７５９号、同第２０１３／０２１６７１７号、同第２０１３／０２３３８８０号、および同第２０１３／０３０８４１１号に示され説明されているものと同様であり得る。かかる実施形態のいくつかにおいて、排出導管８２は、主混合器８０からのコアスラリー３０の主流を、スラリー分注器において再度組み合わせられる２つの流れに分裂させるための好適な構成要素を含み得る。
【００３４】
実施形態では、発泡体注入システム８５は、主混合器８０およびスラリー排出導管８２のうちの少なくとも１つとともに配置されている。発泡体注入システム８５は、発泡体源９０（例えば、当該技術分野で既知であるように構成された発泡体発生システムなど）、発泡体供給導管９２、および好適な発泡体注入本体を含み得る。
【００３５】
実施形態では、任意の好適な発泡体源９０を使用することができる。好ましくは、水性発泡体は、発泡剤と水との混合物のストリームが発泡体発生器に向けられており、得られた水性発泡体のストリームが発生器から出て、石膏スラリーに向けられ、石膏スラリーと混合される連続的な様式で生成される。実施形態では、任意の好適な発泡剤を使用することができる。好適な発泡剤のいくつかの例は、例えば、米国特許第５，６８３，６３５号および同第５，６４３，５１０号に記載されている。
【００３６】
実施形態では、水性発泡体供給導管９２は、主混合器８０および排出導管８２のうちの少なくとも１つと流体連通し得る。発泡体源９０からの水性発泡体は、発泡石膏スラリーを成形するために、排出導管８２内の主混合器８０および／または主混合器８０自体の下流側の任意の好適な位置で発泡体供給導管９２を通して構成物材料に添加され得る。
【００３７】
実施形態では、発泡体注入本体は、主混合器８０およびスラリー排出導管８２のうちの少なくとも１つの一部を備える。例えば、実施形態では、水性発泡体供給導管９２は、例えば、米国特許第６，８７４，９３０号に記載されるように、排出導管８２に関連付けられた注入リングまたはブロックの形態であり得る、発泡体注入本体内のいくつかの発泡体注入ポートに発泡体を供給するためのマニホールド型の配置を有する。実施形態では、流れ修正要素は、混合器８０から排出導管８２を通るコアスラリー３０の流れの流れ方向に対して、発泡体注入本体および水性発泡体供給導管９２の下流側に配設されている。
【００３８】
実施形態では、発泡体供給導管９２は排出導管８２と流体連通することができ、主混合器８０と流体連通する１つ以上の二次発泡体供給導管を設けることができる。さらに他の実施形態では、水性発泡体供給導管（複数可）９２は、主混合器８０のみと流体連通することができる。実施形態では、発泡体注入本体は、混合器８０の出口に装着された（一般的に「ゲート」と称される）トランジションピースの一部であり得る。当業者には理解されるように、スラリー混合分注アセンブリ７２内のセメント質スラリー中に水性発泡体を導入するための手段は、アセンブリ内でのその相対位置を含めて、変更および／または最適化されて、その意図された目的に当てはまる板を生成するようにコアスラリー３０中に水性発泡体の均一な分散剤を提供することができる。
【００３９】
実施形態では、石膏ボード２５の被覆シート２７、２８のうちの１つまたは両方を、所望であれば、多くの場合、当該技術分野で「スキムコート」と称される、（板コアを作製したコアスラリー３０と比べて）比較的高密度の石膏スラリー層で処置することができる。そのために、実施形態では、主混合器８０は、排出導管８２から堆積されたコアスラリー３０よりも比較的高密度である濃厚水性セメント質スラリーのストリームを堆積させるように適合された補助導管を含み得る。
【００４０】
実施形態では、背面被覆シート２８にスキムコート層を堆積させるために補助導管を設けることができる。例えば、実施形態では、主混合器８０は、主排出導管８２から分注された発泡コアスラリー３０の主流よりも比較的高密度である補助導管（すなわち、「背面スキムコートストリーム」）を通して水性焼き石膏スラリーの流れを向けることができる。背面スキムコートステーションは、例えば、第２のロール７５から分注される第２の被覆シート２８がそれらの間に配設されるように支持要素上に配設された背面スキムコートローラのような背面スキムコートを塗布するための好適な機器を含み得る。補助導管は、当該技術分野において既知であるように、第２のロール７５から分注される第２の被覆シート２８にスキムコート層を塗布するように適合されている背面スキムコートローラの上流側（第２の被覆シート２８の移動方向）で移動する第２の被覆シート２８上に背面スキムコートストリームを堆積させることができる。
【００４１】
実施形態では、主排出導管８２から分注されるコアスラリー３０の密度よりも大きい密度を有する、石膏スラリーの好適な前部スキムコートストリームを生成することができる。実施形態では、スラリー混合分注システム７２は、当業者は容易に理解するように、硬質縁部を有する石膏ボードを生成するための好適な機器を含む、第１の被覆シート２７に前部スキムコートを塗布するためのスキムコーティング機器の任意の好適な配置を含み得る。
【００４２】
図示の実施形態では、濃縮スラリーを使用して、第１の被覆シート２７と連続している濃縮層３１および石膏ボード２５の端部層９５（それらのうちの１つを図９に示す）を成形する。他の実施形態では、端部層（複数可）９５に使用されるものとは異なるスラリー源を使用して、正面被覆シート２７の領域にわたって濃縮層３１を成形することができる（図９も参照）。かかる実施形態のうちの少なくともいくつかにおいて、石膏ボード２５の縁部層（複数可）９５は、板２５の領域において、コア層３０を生成するために使用されたコアスラリーおよび濃縮層３１を生成するために使用された濃縮スラリーのうちの少なくとも１つとは異なる配合物を有するスラリーから作製され得る。
【００４３】
実施形態では、濃縮スラリー３１は、任意の好適な供給源を介して提供され得る。実施形態では、濃縮スラリー３１の供給は、２０１５年６月２４日に出願された米国特許出願第６２／１８４，０６０号、２０１６年２月２日に出願された同第６２／２９０，３６１号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，１７６号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２１２号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２３２号、および２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２５７号に記載される技術によって提供される。
【００４４】
実施形態では、１つの混合器を使用してコアスラリー３０および濃縮スラリー３１の両方を生成することができる。例えば、実施形態では、主混合器８０は、濃縮スラリー３１の供給源となり得る。かかる実施形態のうちの少なくともいくつかにおいて、補助排出導管は、主混合器８０と流体連通することができ、主混合器８０から補助排出導管を通してスラリーの流れを向けるように適合させることができる。強化スラリーを成形するために、主混合器８０から来る補助排出導管内のスラリーに１つ以上の強化添加剤を添加することができる。
【００４５】
図示の実施形態では、濃縮スラリー３１の供給源は、第２の排出導管９９と流体連通する第２の混合器９７を備える。実施形態では、第２の混合器９７は、構成物成分を濃縮スラリーの均一な水性分散剤に混合して濃縮層３１を作製し、および少なくともいくつかの実施形態では、縁部層９５を作製して、意図された目的に当てはまる板を生成するように適合された任意の好適な混合器であり得る。実施形態では、濃縮スラリー３１を生成するために使用される第２の混合器９７は、全体的な動作原理および構築において主混合器８０と同様であり得るが、石膏ボード２５を生成するために使用される濃縮スラリー３１の量が、コア層３０を生成するために主混合器８０から排出されるコアスラリー３０の量よりも少ないため、主混合器８０よりも小さい混合体積容量を有する。
【００４６】
実施形態では、混合器８０、９７は、直列に接続されていても、互いに独立していてもよい。図示の実施形態では、第２の混合器９７は、主混合器８０とは独立して動作する。第２の混合器９７は、当業者には既知の任意の好適な技術を使用して、濃縮スラリー３１の配合物を含む構成物成分を第２の混合器９７へ送達するために、独立した成分送出部および入口を含む。他の実施形態では、混合器８０、９７を直列に接続することができ、スラリーを、補助導管を介して主混合器８０から第２の混合器９７へ送達し、主混合器８０からのスラリーをさらに処理して濃縮スラリー３１を生成することができる。
【００４７】
第２の排出導管９９は、動作原理および構築の点において主排出導管８２と同様であり得る。実施形態では、第２の排出導管９９は、当業者には既知の任意の好適な排出導管構成要素を含み得る。実施形態では、第２の排出導管９９は、２０１５年６月２４日に出願された米国特許出願第６２／１８４，０６０号、２０１６年２月２日に出願された同第６２／２９０，３６１号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，１７６号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２１２号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２３２号、および２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２５７号に記載されるように、ローラの上流側の地点で濃縮スラリー３１を分注するように適合されている。
【００４８】
他の実施形態では、別々の補助導管を主混合器８０に接続して、１つ以上の別々のストリームを正面被覆シート２７に送達することができる。（補助混合器などの）他の好適な機器を補助導管内に設けて、例えば、スラリー中の発泡体を機械的に破壊させることによって、および／または好適な入口を通して補助導管（複数可）へ挿入された好適な消泡剤の使用を通じて発泡体を化学的に破壊させることによって、内部のスラリーをより高密度にするのに役立たせることができる。他の実施形態では、補助導管は、本明細書に記載されるように、濃縮層および／または縁部層（複数可）として使用するために好適なスラリーを成形するために、スラリーを主混合器８０から第２の混合器９７へ向けることができ、かつ／または、コアスラリー３０中よりも濃縮スラリー３１中の方がより濃縮されている少なくとも１つの成分を有する強化スラリーを成形するように、内部に少なくとも１つの増強添加剤を組み込むための好適な入口を含むことができる。
【００４９】
実施形態では、縁部成形アセンブリを提供することができ、縁部成形アセンブリは、板２５のコア層を生成するために使用されるコアスラリー３０の配合物とは異なる配合物を有するスラリーから作製された層を含む石膏ボード２５の少なくとも１つの縁部を成形するように適合されている。実施形態では、縁部成形アセンブリは、全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１６年７月２５日に出願された米国特許出願第６２／３６６，４９２号に記載される原理に従って構築することができる。
【００５０】
実施形態では、縁部成形アセンブリは、各々が濃縮スラリー３１から作製された層９５を含む石膏ボードの縁部を成形するように適合されている。実施形態では、濃縮スラリー３１は、石膏ボード２５のコア層３０を作製したコアスラリー３０中よりも、縁部層９５を作製した濃縮スリラー３１中の方が（重量パーセントで）より濃縮されている量で少なくとも１つの増強添加剤を含む（図９も参照）。
【００５１】
図１を参照すると、図示の実施形態では、縁部成形アセンブリは、コーティングローラアセンブリ１００を介して石膏ボード２５の側方縁部に縁部層９５を設けるとともに、フェース被覆シート２７にわたって濃縮層３１を設けるように適合されている。２０１６年７月２５日に出願された米国特許出願第６２／３６６，４９２号に示され説明されているように、縁部成形アセンブリはまた、縁部ビード調整システム、各縁部ビード用の縁部層成形デバイス、および第１の被覆シート２７の各縁部用の被覆シート重畳システムを含み得る。
【００５２】
図１を参照すると、図示の実施形態では、コーティングローラアセンブリ１００を設けて、濃縮スラリー３１を正面被覆シート２７の幅を実質的に横切って塗布して濃縮層３１を成形し、濃縮スラリー３１の一対の縁部ビードを正面被覆シート２７の縁部にそれぞれ向けて一対の縁部層９５を成形する（例えば、図９参照）。図示の実施形態では、縁部層９５は、コアスラリー３０から成形された板コア層よりも高密度であり（図９も参照）、かつ少なくともいくつかの実施形態では、濃縮層３１と同じ密度を有することができる。
【００５３】
実施形態では、コーティングローラアセンブリ１００は、コーティングローラ１０１、ローラシャフト、およびモータを含む。コーティングローラ１０１は、その長手方向軸ＬＡを中心として回転させるために次にジャーナル処理されるローラシャフトに装着されている。モータは、長手方向軸ＬＡを中心としてコーティングローラ１０１を選択的かつ可変的に回転させるようにローラシャフトとともに配置されている。
【００５４】
図示の実施形態では、第２の混合器９７から排出された濃縮スラリー３１は、濃縮スラリー３１の一部をコーティングローラ１０１の一対の端部の周りに向けて縁部ビードを生成することによって、および濃縮スラリー３１の別の部分をコーティングローラ１０１の頂部の上に向けて濃縮層３１を正面被覆シート２７に塗布することによって、濃縮層３１および縁部層９５の両方を成形する。コーティングローラ１０１は、マシン横断方向５１に沿って正面被覆シート２７の縁部の間で測定される正面被覆シート２７の幅よりも少ない、マシン横断方向５１に沿った一対の端部の間で測定された長さを有するように構成されている。
【００５５】
実施形態では、濃縮スラリー３１の供給源は、濃縮層３１として濃縮スラリー３１の層を移動する正面被覆シート２７の幅を実質的に横切って塗布し、コーティングローラの長さが移動する正面被覆シート２７の幅よりも小さいことによって、移動する正面被覆シート２７の外周部に縁部ビードを画定するように適合されているコーティングローラ１０１の上流側で正面被覆シート２７上に濃縮スラリー３１を堆積させることができる。コーティングローラ１０１は、濃縮スラリー３１が第２の排出導管９９から正面被覆シート２７に堆積する部位の下流側、およびコアスラリー３０が主排出導管８２から正面被覆シート２７に堆積する部位の上流側に堆積する（濃縮層３１は、コアスラリー３０と正面被覆シート２７との間に法線軸５１に沿って介在する）。２０１６年７月２５日に出願された米国特許出願第６２／３６６，４９２号に記載されるような、縁部ビードを縁部層９５に変換するように適合された他の機器を設けることができる。
【００５６】
実施形態では、濃縮スラリー３１は、主混合器８０によって生成されたコアスラリー３０の配合物とは異なる配合物を有し得る。実施形態では、濃縮層を成形する濃縮スラリー３１の配合物は、コアスラリー３０の配合物中の同じ強化添加剤の量よりも（重量パーセントで）より濃縮された量で強化添加剤を含み得る。濃縮層３１（および関連する縁部層（複数可）９５）は、増強添加剤、水、およびスタッコなどのセメント質材料を含む強化スラリーから成形されることができ、連続結晶マトリクス中の凝固石膏などの水和セメント質材料を成形する。実施形態では、濃縮スラリー３１は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１５年６月２４日に出願された米国特許出願第６２／１８４，０６０号、２０１６年２月２日に出願された同第６２／２９０，３６１号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，１７６号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２１２号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２３２号、および２０１６年６月１７に出願された同第１５／１８６，２５７号に記載されるように、濃縮層３１が「濃縮層」を含むように配合され得る。
【００５７】
実施形態では、濃縮スラリー３１は、所望の強度特性を提供する増強添加剤を含むように配合され得る。実施形態では、増強添加剤は、本明細書で論じるように、板コアスラリー３０中（および／または板製品中に得られる層中）よりも濃縮スラリー３１中の方でより濃縮されている。強度を提供するのを助ける好適な増強添加剤の例としては、例えば、デンプン、ポリビニルアルコール、ホウ酸、石膏セメント、ナノセルロース、ミクロセルロース、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられる。本明細書における増強添加剤という単数形の用語の使用は、便宜上使用されるが、当業者が容易に理解するように、複数形、すなわち、組み合わせた２つ以上の増強添加剤を包含することが理解されるであろう。したがって、増強添加剤は、デンプン、ポリビニルアルコール、ホウ酸、石膏セメント、ナノセルロース、および／またはミクロセルロースのうちの１つ以上を含み得る。
【００５８】
いくつかの実施形態では、増強添加剤は、デンプンなどの成分を含まない板２５の強度に対して石膏ボード２５の乾燥強度を（例えば、増加した圧縮強度、釘抜き抵抗性、曲げ強度、コア硬度、または他の強度パラメータを介して）増加させるのに有効なデンプンなどの成分を含む。デンプンに関しては、ヒドロキシエチル化デンプンもしくはヒドロキシプロピル化デンプン、またはそれらの組み合わせなどのヒドロキシアルキル化デンプン、未調理デンプン、あるいはコア強度の増強ではなく、概して紙−コア結合の増強を提供する酸修飾移動性デンプンよりも概して好ましいアルファ化デンプンを含む、任意の好適な強度増強デンプンを使用することができる。しかしながら、所望であれば、いくつかの実施形態では、酸修飾移動性デンプンを増強添加剤とともに含めることができる。
【００５９】
デンプンは調理されていても未調理であってもよい。未調理デンプンは冷水不溶性であり、半結晶構造を有することを特徴とする。典型的には、未調理デンプンは湿式粉砕によって得られ、調理デンプンの場合のように湿潤デンプンを加熱することによって修飾されない。調理デンプンは、冷水可溶性であり、非結晶構造を有することを特徴とする。調理デンプンは、湿潤デンプンを加熱することによって調製され、例えば、押出技術によって調製され得る。押出技術が参照により組み込まれる、例えば、米国特許出願第１４／４９４，５４７号、同第１４／０４４，５８２、および同第１３／８３５，００２号を参照されたい。
【００６０】
調理デンプンは、デンプン顆粒の結晶構造が溶融し、偏光を用いた顕微鏡下での複屈折の消失によって特徴付けられるデンプンゼラチン化をもたらすので、時々アルファ化デンプンと称される。好ましいデンプンは、調理されたものでも未調理のものでも、酸修飾移動性デンプンであって、同じ強度特性を与えず、それらがそれらの鎖長が小さいために紙−コア界面に移動する際に紙−コア結合の増強のために当該技術分野で使用される、酸修飾移動性デンプンとは異なる。酸修飾移動性デンプンは、より低い分子量、典型的には、約６，０００ダルトン未満の分子量を有する。いくつかの実施形態では、本開示の実施形態による好ましいデンプンは、より高い分子量、例えば、少なくとも約３０，０００ダルトンを有する。
【００６１】
例えば、いくつかの実施形態では、濃縮スラリー３１に添加されるデンプンは、約３０，０００ダルトン〜約１５０，０００，０００ダルトン、例えば、約３０，０００ダルトン〜約１５０，０００，０００ダルトン、約３０，０００ダルトン〜約１００，０００，０００ダルトン、約３０，０００ダルトン〜約５０，０００，０００ダルトン、約３０，０００ダルトン〜約１０，０００，０００ダルトン、約３０，０００ダルトン〜約５，０００，０００ダルトン、約３０，０００ダルトン〜約１，０００，０００ダルトン、約３０，０００ダルトン〜約５００，０００ダルトン、約３０，０００ダルトン〜約１００，０００ダルトン、約５０，０００ダルトン〜約１５０，０００，０００ダルトン、約５０，０００ダルトン〜約１００，０００，０００ダルトン、約５０，０００ダルトン〜約５０，０００，０００ダルトン、約５０，０００ダルトン〜約１０，０００，０００ダルトン、約５０，０００ダルトン〜約５，０００，０００ダルトン、約５０，０００ダルトン〜約１，０００，０００ダルトン、約５０，０００ダルトン〜約５００，０００ダルトン、約５０，０００ダルトン〜約１００，０００ダルトン、約１００，０００ダルトン〜約１５０，０００，０００ダルトン、約１００，０００ダルトン〜約１００，０００，０００ダルトン、約１００，０００ダルトン〜約５０，０００，０００ダルトン、約１００，０００ダルトン〜約１０，０００，０００ダルトン、約１００，０００ダルトン〜約５，０００，０００ダルトン、約１００，０００ダルトン〜約１，０００，０００ダルトン、約１００，０００ダルトン〜約５００，０００ダルトン、または約１００，０００ダルトン〜約１００，０００ダルトンなどの分子量を有し得る。
【００６２】
未調理デンプンの特性は冷水中で低粘度（すなわち、７７°Ｆ（２５℃）の温度）を有することを含む一方で、アルファ化デンプンの特性は冷水中で瞬間高粘度を有することを含む。未調理デンプンは、修正された急速粘度分析器の方法に従って測定した場合、冷水中で約１０センチポアズ以下（例えば、約３センチポアズ〜約７センチポアズなど、約１センチポアズ〜約１０センチポアズ）の粘度を有する傾向がある。急速粘度分析器の方法は、Ｄｅｆｆｅｎｂａｕｇｈ，Ｌ．Ｂ．およびＷａｌｋｅｒ，Ｃ．Ｅ．、「Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  Ｓｔａｒｃｈ  Ｐａｓｔｉｎｇ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ  Ｖｉｓｃｏａｍｙｌｏｇｒａｐｈ  ａｎｄ  ｔｈｅ  Ｒａｐｉｄ  Ｖｉｓｃｏ−Ａｎａｌｙｚｅｒ」、Ｃｅｒｅａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ｖｏｌ．６６、Ｎｏ．６、ｐｐ．４９３−４９９（１９８９）の本文において説明されており、以下のように試料調製および試験プロファイルに関して本明細書で定義されるように修正されている。デンプン（２０ｇ、乾燥）を、Ｗａｒｉｎｇブレンダー（モデル３１ＢＬ９２）中の水（１８０ｇ）中に、低速で１５秒間混合しながら添加する。デンプン溶液（２８ｇ）を測定カップで秤量する。急速粘度分析器のパドル速度を１６０ｒｐｍに設定する。試験プロファイルを２５℃の初期温度で１０分間設定する。１５℃／分の加熱速度で９３℃に加熱する。５分間、温度を９３℃に保つ。−１５℃／分の冷却速度で５０℃に冷却し、５０℃で１分間保つ。３０秒で測定した粘度値をデンプンの粘度として使用する。
【００６３】
アルファ化デンプンは、デンプンが水中に瞬間的に溶解する傾向があるので、冷水中で「瞬間」高粘度を有する。調理デンプンまたはアルファ化デンプンは、修正された急速粘度分析器の方法に従って測定した場合、少なくとも約１００センチポアズ（例えば、約３５０センチポアズ〜約１０００センチポアズなど、約５０センチポアズ〜約１０００センチポアズ）の冷水粘度を有する傾向がある。
【００６４】
いくつかの実施形態では、未調理デンプンは、それらが水と混合しやすいので選択される。これは水中での粘度が低いためである。アルファ化デンプンは、時々、混合中に水溶液中に成形される１つ以上の大きな塊によって特徴づけられる状態である「フィッシュアイ」を引き起こす可能性がある。任意の特定の理論に縛られることは望まないが、混合処理中に、大きな塊がデンプンの急速な吸水によって引き起こされ、塊の水の貫通を防止する、塊の表面に粘性膜を成形すると考えられる。未調理デンプンは、それらの冷水不溶性のためにフィッシュアイ状態を回避すると考えられており、これは、デンプン顆粒の分離をもたらす。しかしながら、アルファ化デンプンは、それらがデンプンと石膏結晶との間の水素結合を可能にする官能基の露出のために望ましい限り、本開示の実施形態に従って使用され得ることが理解されよう。
【００６５】
好適な未調理デンプンの例としては、例えば、トウモロコシデンプン（通常、ワックス状、かつ／または高アミロース）、Ａ型小麦デンプン、Ｂ型小麦デンプン、エンドウマメデンプン、少なくとも約３０，０００ダルトンの分子量を有する酸修飾デンプン、デンプンヒドロキシル基上に置換基（例えば、アセテート、ホスフェート、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル）を有する置換デンプン、またはそれらの任意の組み合わせを含む特定の代表的な例とともに、天然穀類デンプン、天然根デンプン、天然塊茎デンプン、および／または化学修飾デンプンのうちの１つ以上が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、未調理デンプンは、エンドウマメデンプンを含まない。
【００６６】
任意の好適なアルファ化デンプンは、調製方法および内部に記載される望ましい粘度範囲を含む米国特許出願公開第２０１４／０１１３１２４号および同第ＵＳ２０１５／００１０７６７号に記載されるように、増強添加剤中に含まれ得る。含まれる場合、アルファ化デンプンは、任意の好適な粘度を呈し得る。いくつかの実施形態では、アルファ化デンプンは、当該技術分野において既知であるＶＭＡ方法に従って測定され、かつ例えば、ＶＭＡ方法が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１４／０１１３１２４号に記載されるような中程度粘度のデンプンである。
【００６７】
いくつかの実施形態に従った望ましいアルファ化デンプンは、例えば、水中の１５重量％のデンプン溶液中で測定されたとき、約２０センチポアズ〜約７００センチポアズ、例えば、約２０センチポアズ〜約６００センチポアズ、約２０センチポアズ〜約５００センチポアズ、約２０センチポアズ〜約４００センチポアズ、約２０センチポアズ〜約３００センチポアズ、約２０センチポアズ〜約２００センチポアズ、約２０センチポアズ〜約１００センチポアズ、約３０センチポアズ〜約７００センチポアズ、約３０センチポアズ〜約６００センチポアズ、約３０センチポアズ〜約５００センチポアズ、約３０センチポアズ〜約４００センチポアズ、約３０センチポアズ〜約３００センチポアズ、約３０センチポアズ〜約２００センチポアズ、約３０センチポアズ〜約１００センチポアズ、約５０センチポアズ〜約７００センチポアズ、約５０センチポアズ〜約６００センチポアズ、約５０センチポアズ〜約５００センチポアズ、約５０センチポアズ〜約４００センチポアズ、約５０センチポアズ〜約３００センチポアズ、約５０センチポアズ〜約２００センチポアズ、約５０センチポアズ〜約１００センチポアズ、約７０センチポアズ〜約７００センチポアズ、約７０センチポアズ〜約６００センチポアズ、約７０センチポアズ〜約５００センチポアズ、約７０センチポアズ〜約４００センチポアズ、約７０センチポアズ〜約３００センチポアズ、約７０センチポアズ〜約２００センチポアズ、約７０センチポアズ〜約１００センチポアズ、約１００センチポアズ〜約７００センチポアズ、約１００センチポアズ〜約６００センチポアズ、約１００センチポアズ〜約５００センチポアズ、約１００センチポアズ〜約４００センチポアズ、約１００センチポアズ〜約３００センチポアズ、約１００センチポアズ〜約２００センチポアズなどの中程度粘度を有し得る。
【００６８】
いくつかの実施形態に従って、アルファ化デンプンを、例えば、押出方法が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１５／００１０７６７号に記載されるような押出機において１つのステップでデンプンがアルファ化および酸修飾によって調製される押出デンプンとして調製することができる。手短に言えば、任意の好適な押出機、例えば、一軸スクリュ押出機（例えば、イリノイ州サウスベロイトに位置するＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから入手可能なＡｄｖａｎｔａｇｅ５０）、または二軸スクリュ押出機（例えば、カンザス州サベサに位置するＷｅｎｇｅｒから入手可能なＷｅｎｇｅｒ  ＴＸ５２）を使用することができる。概して、いくつかの実施形態では、（ａ）アルファ化デンプンの前駆体、すなわち、非アルファ化デンプン、（ｂ）カルシウムイオンをキレート化することを実質的に回避する弱酸および／または少量の強酸の形態の酸、ならびに（ｃ）水が混合され、押出機内へ送出される。いくつかの実施形態では、追加の水が押出機に添加されてもよい。いくつかの実施形態では、例えば、硫酸アルミニウム（ミョウバン）が、カルシウムイオンのキレート化を実質的に回避するため、湿潤デンプンの調製で使用するのに適した弱酸である。
【００６９】
例えば、いくつかの実施形態では、弱酸は、デンプンの重量に基づいて、約０．５重量％〜約５重量％の量で含まれる。強酸の量は、デンプンの約０．０５重量％以下、例えば、約０．０００１重量％〜約０．０５重量％など、比較的少ない。本開示のいくつかの実施形態に従って使用される強酸の量は、例えば、デンプン３５ｇに対して少なくとも約２ｇの硫酸を使用した従来のシステムに含まれていたものよりもかなり小さい。いくつかの実施形態では、上記のような少量の強酸が、本明細書に記載されるように、ミョウバンなどのカルシウムイオンをキレートしない弱酸と組み合わせて使用され得る。
【００７０】
押出機中にある間、加熱要素および機械的剪断の組み合わせがデンプンを融解およびアルファ化し、弱酸がデンプンを本明細書に記載されるような望ましい粘度によって示される所望の分子量に部分的に加水分解する。例えば、湿潤デンプンは、約１５０℃（約３００°Ｆ）〜約２１０℃（約４１０°Ｆ）の温度でダイを有する押出機内でアルファ化および酸修飾され得る。押出機内部の圧力は、押し出されている原料、水分含量、ダイ温度、およびスクリュ速度によって決定され、これは、当業者によって認識されるであろう。例えば、押出機内の圧力は、少なくとも約２，０００ｐｓｉ（約１３，８００ｋＰａ）、例えば、約２，０００ｐｓｉ〜約５，０００ｐｓｉ（３４，５００ｋＰａ）であり得る。押出機中の条件はまた、機械的エネルギーのため、デンプン分子を分解させ、これは酸修飾の同じ効果を部分的にもたらす。いくつかの実施形態に従った押出機中の条件（例えば、高い反応温度および高圧）がこの化学反応を促進するため、弱酸および／または少量の強酸が使用され得ると考えられる。
【００７１】
冷水溶解性は、室温（約２５℃）で水中に任意の量の溶解性を有するアルファ化デンプンに関する。いくつかの実施形態では、アルファ化デンプンは、部分的に加水分解され、約７０％〜約１００％、約７５％〜約１００％、約８０％〜約１００％、約８５％〜約１００％、約９０％〜約１００％、約９５％〜約１００％、約７０％〜約９９％など、約７５％〜約９９％、約８０％〜約９９％、約８５％〜約９９％、約９０％〜約９９％、約９５％〜約９９％の所望の冷水溶解性を有し得る。いくつかの実施形態では、アルファ化デンプンは、粘度がＣ．Ｗ．を使用して測定されるブラベンダー法に従って測定される約１０ＢＵ〜約１２０ＢＵの冷水粘度（１０％固形分、２５℃）を有する。Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ  Ｖｉｓｃｏｇｒａｐｈ、例えば、動的測定のために反作用トルクを使用するＶｉｓｃｏｇｒａｐｈ−Ｅを使用して測定される。例えば、冷水粘度は、例えば、約２０ＢＵ〜約１１０ＢＵ、約３０ＢＵ〜約１００ＢＵ、約４０ＢＵ〜約９０ＢＵ、約５０ＢＵ〜約８０ＢＵ、または約６０ＢＵ〜約７０ＢＵであり得る。本明細書で定義されるように、ブラベンダー単位は、７５ＲＰＭで７００ｃｍｇのカートリッジを用いて、１６液量オンス（約５００ｃｃ）の試料カップサイズを使用して測定されることに留意されたい。ブラベンダー単位が、センチポアズ（例えば、測定カートリッジが７００ｃｍｇの場合、ｃＰ＝ＢＵ×２．１）またはクレブス単位などの他の粘度測定値に変換され得ることも当業者は容易に認識するであろう。
【００７２】
いくつかの実施形態では、デンプンは、２番スピンドルを有し、３０ｒｐｍの回転速度でのブルックフィールド粘度計で測定されるように、２５℃で測定されたときに約６０ｃＰ〜約１６０ｃＰの水中のデンプンの１０％スラリーの冷水粘度を有する。例えば、２５℃で測定されたときの水中のデンプンの１０％スラリーの冷水粘度は、約６０ｃＰ〜約１５０ｃＰ、約６０ｃＰ〜約１２０ｃＰ、約６０ｃＰ〜約１００ｃＰ、約７０ｃＰ〜約１５０ｃＰ、約７０ｃＰ〜約１２０ｃＰ、約７０ｃＰ〜約１００ｃＰ、約８０ｃＰ〜約１５０ｃＰ、約８０ｃＰ〜約１２０ｃＰ、約８０ｃＰ〜約１００ｃＰ、約９０ｃＰ〜約１５０ｃＰ、約９０ｃＰ〜約１２０ｃＰ、約１００ｃＰ〜約１５０ｃＰ、または約１００ｃＰ〜約１２０ｃＰであってもよい。
【００７３】
含まれる場合、増強添加剤として本明細書に記載される任意の種類のデンプンは、任意の好適な量で存在し得る。いくつかの実施形態では、デンプンは、縁部層９５および／または濃縮層３１を成形するための濃縮スラリー３１中に、スタッコの約５重量％〜約４０重量％、例えば、スタッコの約５重量％〜約３５重量％、スタッコの約５重量％〜約３０重量％、約５重量％〜約２５重量％、約５重量％〜約２０重量％、約５重量％〜約１５重量％、約５重量％〜約１０重量％、約１０重量％〜約３０重量％、約１０重量％〜約２５重量％、約１０重量％〜約２０重量％、約１０重量％〜約１５重量％などの量で存在する。デンプンは、板コアを成形するコアスラリー３０中に、スタッコの約０重量％〜約４重量％、例えば、スタッコの約０．１重量％〜約４重量％、スタッコの約０．１重量％〜約３重量％、スタッコの約０．１重量％〜約２重量％、スタッコの約０．１重量％〜約１重量％、スタッコの約１重量％〜約４重量％、スタッコの約１重量％〜約３重量％、スタッコの約１重量％〜約２重量％などの量で存在し得る。
【００７４】
いくつかの実施形態では、デンプンの有無にかかわらず、増強添加剤は、強度を増強するためにポリビニルアルコールおよび／またはホウ酸を含み得る。いくつかの実施形態では、ポリビニルアルコール、ホウ酸、およびデンプンがすべて存在する。理論に縛られることは望まないが、ホウ酸はポリビニルアルコールおよびデンプンに対する架橋剤として作用してデンプンをさらに増強させると考えられる。いくつかの実施形態では、縁部層９５および／または濃縮層３１中のポリビニルアルコールおよび／またはホウ酸の濃度は、正面紙の強度に肯定的に影響を与えると考えられ、これは、本明細書に記載されるように正面紙にポリビニルアルコールおよび／またはホウ酸を浸透させることによって複合され得る。
【００７５】
含まれる場合、ポリビニルアルコールおよびホウ酸は、任意の好適な量で存在し得る。例えば、いくつかの実施形態では、ポリビニルアルコールは、スタッコの約１重量％〜約５重量％の量で濃縮スラリー３１中に存在し得る。さらに、ポリビニルアルコールは、スタッコの約０重量％〜約１重量％の量で板コアスラリー３０中に存在し得る。ホウ酸は、スタッコの約０．１重量％〜約１重量％の量で濃縮スラリー３１中に存在し得、スコッタの約０重量％〜約０．１重量％の量で板コアスラリー３０中に存在し得る。
【００７６】
いくつかの実施形態では、増強添加剤は、任意選択で、強度、例えば、釘抜き抵抗性または他の強度パラメータを増強するために、ナノセルロース、ミクロセルロース、またはそれらの任意の組み合わせを含む。含まれる場合、ナノセルロース、ミクロセルロース、またはそれらの組み合わせは、例えば、濃縮スラリー３１中に、例えば、スコッタの約０．０１重量％〜約２重量％、例えば、約０．０５重量％〜約１重量％の量、および板コアスラリー３０中に、例えば、スコッタの約０重量％〜約０．５重量％、例えば、０重量％〜約０．０１重量％の量など、任意の好適な量で存在し得る。
【００７７】
増強添加剤は、いくつかの実施形態では、強度、例えば、釘抜き抵抗性または他の強度パラメータを増強するために、石膏セメントを含み得る。石膏セメントは、任意選択であり、任意の好適な量で存在し得る。例えば、いくつかの実施形態では、それは、スタッコの約５重量％〜約３０重量％の量で濃縮スラリー３１中に含まれ得、スコッタの約０重量％〜約１０重量％の量で板コアスラリー３０中に存在し得る。
【００７８】
いくつかの実施形態では、濃縮層３１（および／または縁部層９５）を成形するための濃縮スラリー３１は、板コア層３０を成形するためのコアスラリー３０と比較して、増強添加剤の少なくとも約１．２倍、例えば、少なくとも約１．５倍、少なくとも約１．７倍、少なくとも約２倍、少なくとも約２．５倍、少なくとも約３倍、少なくとも約３．５倍、少なくとも約４倍、少なくとも約４．５倍、少なくとも約５倍、少なくとも約６倍などの濃度を含有し、これらの範囲の各々は、必要に応じて、例えば、約６０、約５０、約４０、約３０、約２０、約１０、約９、約８、約７、約６．５、約６、約５．５、約５、約４．５、約４、約３．５、約３、約２．５、約２、約１．５などの任意の好適な上限を有し得る。本明細書で使用される場合、「より高い濃度」とは、成分の総量とは対照的に、（スタッコの重量で）増強添加剤の相対量を指すことが理解されよう。板コア層３０は、濃縮層３１および／または縁部層９５によるバルク体積および厚さの寄与と比較して、より高い寄与を板２５に提供するので、任意の特定の添加剤が板コアスラリー３０中のより高い総量、例えば、ポンドまたはキログラムで提供され、さらに例えば、重量パーセント（重量％）で、濃縮スラリー３１中のものと比較して、より低い重量パーセント濃度、すなわち、より低い相対量で提供され得ることが可能である。
【００７９】
実施形態では、濃縮スラリー３１は、濃縮層３１（および実施形態では、縁部層９５）が板２５のコア層３０よりも大きい密度を有するように配合され得る。実施形態では、濃縮スラリー３１は、濃縮スラリー３１によって生成された濃縮層３１および／または縁部層９５が、コアスラリー３０によって成形された板コア層３０よりも少なくとも約１．１倍高い密度を有し、いくつかの実施形態では、約０．０２インチ（約０．０５ｃｍ）〜約０．２インチ（約０．５ｃｍ）の厚さを有するように配合されている。板コア層３０は、好ましくは、濃縮層３１の厚さ（および存在する場合には、縁部層９５の各々の厚さ）よりも大きい厚さを有する。
【００８０】
実施形態では、濃縮スラリー３１の配合および生成は、その他の点で、２０１５年６月２４日に出願された米国特許出願第６２／１８４，０６０号、２０１６年２月２日に出願された同第６２／２９０，３６１号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，１７６号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２１２号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２３２号、および２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２５７号に記載される「濃縮層」の配合および生成と同様であり得る。実施形態では、コアスラリー３０の配合および生成は、その他の点で、２０１５年６月２４日に出願された米国特許出願第６２／１８４，０６０号、２０１６年２月２日に出願された同第６２／２９０，３６１号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，１７６、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２１２号、２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２３２号、および２０１６年６月１７日に出願された同第１５／１８６，２５７号に記載される「板コア」を生成するために使用されるスラリーの配合および生成と同様であり得る。
【００８１】
図１を参照すると、実施形態では、湿端システム３５は、正面被覆シート２７の縁部の各々を重畳して、縁部壁１０５、および正面被覆シート２７と後部被覆シート２８とを接続する際に使用するための接続フラップ１０７を画定するように適合された被覆シート重畳システム１０４を含み得る（図９も参照）。実施形態では、被覆シート重畳システム１０４は、かかる目的のために、当業者には既知の任意の好適な機器を含み得る。当業者には理解されるように、被覆シート重畳システム１０４は、正面被覆シート１４５の各縁部１１４に隣接して配設された折り目１１０、１１１を使用して板縁部壁１０５および接続フラップ１０７の成形を容易にすることができる（図９も参照）。実施形態では、折り目１１０、１１１を、当業者には既知の任意の好適な折り目を付ける機器および技術を使用して、被覆シート２７の各側方縁部１１４に隣接して成形することができる。
【００８２】
図１を参照すると、成形ステーション３５は、石膏ボード２５が所定の厚さ範囲内にあるように、石膏ボード２５を成形するように適合されている。当該技術分野では既知であるように、成形ステーション３５は、その意図された目的のために好適な任意の機器を備え得る。例えば、実施形態では、成形ステーション３５は、マシン方向５０およびマシン横断方向５１に実質的に垂直である法線軸５２に沿って互いに隔置された関係で一対の成形プレートまたはロールを含み得る。セメント質板２５は、垂直に離間した成形プレート／ロールを通過してセメント質板２５の厚さを決定する。成形プレート／ロールは、石膏ボード２５の厚さをさらに洗練するために（および板の公称厚さが変更される場合、例えば、半インチの厚さから５／８インチまたは３／８インチの厚さの板に変更される場合に）互いに対して調節可能に移動させることができる。背面被覆シート２８を正面被覆シート２７に固設するために接着剤を塗布する機器を設けることができる。
【００８３】
コンベア３７は、石膏ボード２５をマシン方向５０に沿って成形ステーション３５から離れて搬送するように適合されている。コンベア３７は、石膏ボード２５を、石膏ボード２５の第１の被覆シート２７がコンベア３７上に静止するように支持するように構成されている。コンベア３７は、マシン方向５０、およびマシン方向５０に垂直であるマシン横断方向５１に沿って延在する。コンベア３７は、石膏ボード２５をマシン方向５０に沿ってライン速度で搬送するように適合されている。実施形態では、コンベア３７は、（例えば、石膏ボード２５の生成速度を増加／低下させるため、および／または名目上半インチの厚さの石膏ボードを名目上５／８インチの厚さの板にすること、もしくはその逆により変更する場合など、生成される板の厚さを変更するために）ライン速度を変更することができるように構成され得る。
【００８４】
コンベア３７は、石膏ボード２５の縁部がマシン方向５０と実質的に平行な関係で延在するように構成され得る。実施形態では、コンベア３７は、セメント質板２５をきれいに切断することができるように、切断ステーション４５に到達する前に、マシン方向５０に沿って測定された、コア３０、３１を構成するスラリーを適切に凝固させるのに十分な長さを有するように構成され得る。
【００８５】
当該技術分野では既知であるように、コンベア３７は、その意図された目的のために好適な任意の機器を備え得る。図示の実施形態では、コンベア３７は、支持表面を画定する複数の支持部材１２０を含む。図示の実施形態では、コンベア３７の支持部材１２０は、回転用にジャーナル処理されたローラを備える。実施形態では、コンベア３７の少なくとも一部分は、ローラ１２０の間に及ぶセメント質板２５を支持するのを助け、平滑表面を備える正面被覆シート２７を有する石膏ボード２５を生成するのを助けるように、ローラ上に重なる関係で成形ベルトを装備することができる。
【００８６】
図１を参照すると、被覆シート穿孔器システム４０は、第２の被覆シート２８内に一連の穿孔穴１２５を生成するように適合されている（図９も参照）。実施形態では、被覆シート穿孔器システム４０は、それを通過して石膏ボード２５がマシン方向５０に沿って切断ステーション４５に向かって移動するときに、（マシン横断方向５１に沿って測定された）第２の被覆シート２８の所定の幅にわたって第２の被覆シート２８を穿孔するように適合されている。実施形態では、被覆シート穿孔器システム４０は、石膏ボード２５に残っている過剰な水のキルン内での乾燥を容易にしながら、乾燥処理中に板２５内での蒸気の成形を防止する（および／または板２５内に成形されたあらゆる蒸気のための出口を提供する）ことを助ける、後部被覆シート２８内の穿孔穴１２５をある穿孔穴パターンで生成するように構成され得る。
【００８７】
実施形態では、被覆シート穿孔器システム４０は、可変穿孔穴パターンを生成するように構成され得る。例えば、実施形態では、被覆シート穿孔器システム４０は、異なる穿孔穴密度（単位面積当たりの穴）、開口面積（単位面積当たりの穿孔穴の合計面積）、行ピッチ（マシン横断方向５１に沿った一列の隣接する穿孔穴間の距離）、および穴の間隔（マシン横断方向５１に沿った一列の穿孔穴とマシン方向５０に沿った隣接する一列の最も近い穿孔穴との間の距離）、ならびに異なる穿孔穴バーの距離（隣接する穿孔穴間に延在する被覆シート材料のウェブの距離）を有する穿孔穴パターンを生成するように構成され得る。
【００８８】
図１〜図３を参照すると、図示の被覆シート穿孔器システム４０は、穿孔器ローラ１５０、ローラ支持フレーム１５２、モータ１５４、アクチュエータアセンブリ１５７、およびコントローラ１５９を含む。穿孔器ローラ１５０は、マシン方向５０に沿って成形ステーション３５の下流側に配設されている。穿孔器ローラ１５０は、穿孔器ローラ１５０が回転軸ＲＡを中心として回転可能であるように、ローラ支持フレーム１５２に回転可能に装着されている。ローラ支持フレーム１５２は、回転軸ＲＡがマシン横断方向５１に沿って延在するように穿孔器ローラ１５０を支持する（図２および３参照）。ローラ支持フレーム１５２は、コンベア３７上をライン速度で移動する石膏ボード２５の第２の被覆シート２８と接触する関係に穿孔器ローラ１５０を置くように適合されている（図１および３参照）。駆動モータ１５４は、回転軸ＲＡを中心として穿孔器ローラ１５０を回転させるように穿孔器ローラ１５０とともに配置されている。駆動モータ１５４は、石膏ボード２５が穿孔器ローラ１５０を通過して移動するときに、穿孔器ローラ１５０を回転させて、第２の被覆シート２８内に一連の穿孔穴１２５を生成するように適合されている（図２参照）。
【００８９】
図２および３を参照すると、穿孔器ローラ１５０は、ローラ直径Ｄを備える外周１７０を有する。穿孔器ローラ１５０は、シャフト１７２、およびシャフト１７２から突出する複数の穿孔ピン１７５を含む。シャフト１７２は、穿孔器ローラ１５０の回転軸ＲＡを画定する。穿孔ピン１７５は、穿孔器ローラ１５０の外周１７０を画定する。実施形態では、シャフト１７２によって画定される回転軸ＲＡを中心として円周方向へのおよび回転軸ＲＡに沿って軸方向への穿孔ピン１７５の配置を変更して、上で論じられるように、穿孔器ローラ１５０が回転軸ＲＡを中心として回転するときに穿孔器ローラ１５０によって生成される穿孔穴パターンを変更することができる。
【００９０】
例えば、実施形態では、穿孔ピン１７５は、穿孔器ローラ１５０がマシン横断方向５１に沿って、および各々がマシン方向５０に沿って隔置された関係で延在する穿孔穴１２５の列１８１、１８２を生成するように、シャフト１７０を中心としてかつそれに沿って配置され得る。実施形態では、図２に示されるように、穿孔穴１２５の隣接する列１８１、１８２を、一列１８１の穿孔穴１２５が穿孔穴の各隣接する列１８２の穿孔穴１２５に対して対応するオフセット関係にあるように互い違いに置くことができる。一実施形態では、マシン横断方向５１に沿った列ピッチは１／２インチであり、マシン方向５０に沿った列間隔は１／２インチであり、隣接する列１８１、１８２は１／４インチのオフセットで互い違いに置かれている。実施形態では、マシン横断方向５１に沿った列ピッチおよびマシン方向５０に沿った列間隔を変更することができる。他の実施形態では、穿孔穴１２５を、マシン横断方向５１に沿って、隣接する列の穿孔穴１２５とそれぞれ整列した穿孔穴１２５を有する列に配置することができる。
【００９１】
実施形態では、穿孔器ローラ１５４は、穿孔される石膏ボード２５の部分および／または穿孔穴１２５のパターンを変更することができるように構成され得る。例えば、図示の実施形態では、穿孔ピン１７５は、シャフト１７２の周りに配設された一連の円筒形セグメント１９１、１９２、１９３、１９４、１９５に装着されている。実施形態では、異なる穿孔ピン配置を有する（またはピンがない）異なる円筒形セグメントをシャフト１７２に装着して、穿孔器ローラ１５０によって第２の被覆シート２８内に生成される穿孔穴パターンを変更することができる。
【００９２】
図３を参照すると、穿孔器ローラ１５０は、（マシン横断方向５１に沿って測定した場合）石膏ボード２５よりも幅が広い。図示の実施形態では、穿孔器ローラ１５０は、（マシン横断方向５１に沿って測定した場合）第２の被覆シート２８の全幅を実質的に横切る穿孔穴のパターンを与える。他の実施形態では、石膏ボード２５の中央領域（例えば、板２５のテーパ状縁部間のマシン横断方向５１に沿った側方距離）のみが穿孔される。例えば、石膏ボード２５の（マシン横断方向５１に沿った）公称幅が４フィートである実施形態では、石膏ボード２５の幅の約３／４である中央領域部分を穿孔することができる。
【００９３】
図３を参照すると、穿孔器ローラ１５０は、法線軸５２に沿って石膏ボードの上に配設されている。法線軸５２は、マシン方向５０およびマシン横断方向５１の両方に垂直である。
【００９４】
穿孔器ピン１７５は、穿孔器ローラ１５０のシャフト１７２から半径方向外方に延在する小さなロッドである。各穿孔器ピン１７５は、実質的に同じであり得、第２の被覆シート２８を通って穿設されて穿孔穴１２５を生成するように適合された遠位穿設点を含み得る。実施形態では、穿孔ピン１７５は、（穿孔ピン１７５の長手方向軸に対して垂直に測定された場合）各穿孔ピン１７５が、その遠位端において、穿孔器ローラのシャフト１７２に近い基部よりも小さい横断面積を有するように略円錐形である。実施形態では、穿孔器ピン１７５は、任意の好適なテーパ角を有し得る。
【００９５】
実施形態では、穿孔器ローラ１５０は、（穿孔器ローラ１５０の回転軸ＲＡ（例えば、シャフト１７２の半径方向中心）と石膏ボードの第２の被覆シート２８との間の法線軸５２に沿って測定された）オフセット距離２００が可変であるように、ローラ支持フレーム１５２によって調節可能に支持されている。穿孔器ローラ１５０と第２の被覆シート２８との間のオフセット距離２００を変更することによって、第２の被覆シート２８内に得られる穿孔穴１２５の円周サイズを変更することができる。オフセット距離２００を低下させると、テーパ穿孔ピン１７５によって生成された穿孔穴１２５の面積は増加する（すなわち、テーパ穿孔ピン１７５は石膏ボード２５内により深く貫通する）。オフセット距離２００を増加させると、テーパ穿孔ピン１７５によって生成された穿孔穴１２５の面積は低下する（すなわち、テーパ穿孔ピン１７５は石膏ボード２５内により浅く貫通する）。
【００９６】
実施形態では、穿孔ピン１７５は、第２の被覆シート２８を貫通して石膏ボード２５の凝固石膏スラリー内に貫通し得ることを理解されたい。実施形態では、オフセット距離２００は、穿孔器ローラ１５０の直径Ｄの１／２未満であり、その結果、穿孔ピン１７５は、それがマシン方向５０に沿って穿孔器ローラ１５０を通過するときに第２の被覆シート２８に穿設するように、石膏ボード２５の第２の被覆シート２８と干渉する関係にある。
【００９７】
実施形態では、穿孔ピン１７５は、例えば、金属などの任意の好適な材料から作製され得る。実施形態では、穿孔ピン１７５は、それらが第２の被覆シート２８と断続的に行う接触に応答して、穿孔ピン１７５がわずかに屈曲することを可能にする金属から作製されている。十分に可撓性であることによって、穿孔ピン１７５は、石膏ボード２５との接触ラインにおける穿孔器ローラの接線速度および板２５がマシン方向５０に沿って移動しているライン速度におけるいくつかの変動に適応し得る。
【００９８】
図１〜３を参照すると、ローラ支持フレーム１５２は、コンベア３７上で穿孔器ローラ１５０を支持するように構成されている。ローラ支持フレーム１５２は、コンベア３７がそれらの間に介在するように、マシン横断方向５１に沿って互いに隔置された関係で配設された第１および第２の側部フレームアセンブリ２１１、２１２と、側部フレームアセンブリ２１１と２１２との間でコンベア３７上にマシン横断方向５１に沿って延在する横断支持レール２１４と、側部フレームアセンブリ２１１と２１２との間でそれらのそれぞれの頂部端部に延在する頂部フレームアセンブリ２１７と、ローラブラケット２２０とを含む。
【００９９】
側部フレームアセンブリ２１１、２１２は、実質的に同じ構築物を有し、互いに鏡像である。各側部フレームアセンブリ２１１、２１２は、マシン方向５０に沿って互いに隔置された関係で配設された一対の直立部２２３、２２４と、法線軸５２に沿った中間点においてそれぞれの直立部２２３と２２４との間でマシン方向５０に沿って延在する長手方向ローラブラケット支持レール２２５とを含む。
【０１００】
図３を参照すると、直立部２２３、２２４は、好適な装着ブラケット２２７を介して床（または他の支持表面）に固設され、法線軸５２に沿って延在し得る。頂部フレームアセンブリ２１７は、直立部２２３、２２４のそれぞれの上部端部２２９に装着されている。図１〜３を参照すると、長手方向ローラブラケット支持レール２２５を使用して、一対のベアリング２３４、２３５（例えば、ピローブロックベアリングなど）を介してローラブラケット２２０を枢動可能に支持することができる。
【０１０１】
図２を参照すると、横断支持レール２１４は、法線軸５２に沿った中間点で第１および第２の側部フレームアセンブリ２１１、２１２の上流側直立部２２３の間に延在する。横断支持レール２１４は、横断支持レール２１４およびローラブラケット２２０の両方に接続されたアクチュエータアセンブリ１５７のための装着部として使用され得る。
【０１０２】
図１〜３を参照すると、ローラブラケット２２０は、穿孔器ローラ１５０を回転可能に支持する。図２および３を参照すると、穿孔器ローラ１５０は、回転軸ＲＡを中心とした回転用にローラブラケット２２０にジャーナル処理されている。図示の実施形態では、穿孔器ローラ１５０のシャフト１７２は、ローラブラケット２２０に装着された一対のベアリング２３１、２３１（例えば、ピローブロックベアリング）によって、穿孔器ローラ１５０のシャフト１７２がベアリング２３１と２３２との間に延在して回転軸ＲＡを画定するように回転可能に支持されている。
【０１０３】
図１を参照すると、ローラブラケット２２０は、ローラブラケット２２０が、（図１に示される）係合ポジションと（図１において破線で示される）収容ポジションとの間で進行範囲にわたって回転可能であるように枢動可能に移動可能である。穿孔器ローラ１５０は、ローラブラケット２２０が係合ポジションにあるときにコンベア３７によって搬送されている石膏ボード２５と接触する関係にあるようにポジショニングされている。穿孔器ローラ１５０は、ローラブラケット２２０が収容ポジションにあるときにコンベア３７によって搬送されている石膏ボード２５と接触しない関係にあるようにポジショニングされている。
【０１０４】
図示の実施形態では、ローラブラケット２２０は、第１および第２の側部フレームアセンブリ２１１、２１２にそれぞれ装着されたベアリング２３４、２３５を介してローラ支持フレーム１５２に枢動可能に装着されている。ローラブラケット２２０は、（例えば、図２および３に示されるように）その本体２４１から延在する一対の枢動シャフト２３８、２３９を含む。枢動シャフト２３８、２３９は、ローラブラケット枢動軸ＢＡを画定するようにベアリング２３４、２３５にそれぞれ挿入されている。
【０１０５】
図４〜６を参照すると、ローラブラケット２２０は、ローラ支持フレームの残部から分解されて示されている。ローラブラケット２２０のこの例示的な実施形態に関するさらなる詳細は、当業者には明らかであろう。他の実施形態では、ローラブラケットは異なる構築物を有し得ることを理解されたい。
【０１０６】
図３を参照すると、実施形態では、ローラ支持フレーム１５２は、穿孔器ローラ１５０をコンベア上で、穿孔器ローラ１５０とコンベア３７によって支持されている石膏ボード２５の第２の被覆シート２８との間で測定されたオフセット距離２００が石膏ボード２５の第２の被覆シート２８への穿孔器ローラ１５０の穿孔ピン１７５の貫通の深さを選択的に調節するために可変であるように調節可能に支持するように適合されている。例えば、図７を参照すると、実施形態では、支持フレーム１５２は、ポジショニング要素２７０およびブラケットストップ２７２を含む。ポジショニング要素２７０は、ローラブラケット２２０に装着されている。ブラケットストップ２７２は、コンベア３７に、ブラケットストップ２７２がコンベア３７に向かう一方向２７５へのローラブラケット２２０の回転移動を限定して係合ポジションを画定するためにポジショニング要素２７０と干渉する関係にあるように装着されている（例えば、図１参照）。
【０１０７】
図７を参照すると、実施形態では、ポジショニング要素２７０は、ローラブラケット２２０に、ポジショニング要素２７０の遠位端部２７７をヒンジブラケット２２０から可変距離２７８でポジショニングするために、ヒンジブラケット２２０が係合ポジションにあるときに穿孔器ローラ１５０とコンベア３７との間で測定されるオフセット距離２００が石膏ボード２５の第２の被覆シート２８への穿孔器ローラ１５０の貫通の深さを選択的に調節するために可変であるように調節可能に装着されている。図示の実施形態では、ポジショニング要素２７０は、ローラブラケット２２０に固設された装着体２８２とねじ山係合されたねじ山付きロッド２８０を含む。遠位端部２７７は、ねじ山付きロッド２８０に装着された半球形の接触ボタンの形態である。ねじ山付きロッド２８０は、ねじ山付きロッド２８０をその長手方向軸を中心として固定された量だけ回転させることによって、接触ボタンを所定の量だけ前進／後退させるように、精密公差を備えるねじ山付き表面を有し得る。ねじ山付きロッド２８０を所望のポジションに係止するためにジャムナット２８４を設けることができる。
【０１０８】
実施形態では、ブラケットストップ２７２は、任意の好適な構築物を有することができ、これにより、ポジショニング要素を使用して石膏ボード２５の第２の被覆シート２８に対して穿孔器ローラ１５０を調節可能に位置決めすることを可能にするように、ポジショニング要素２７０の移動を阻止することが可能である。図示の実施形態では、ブラケットストップ２７２は、平坦な支持端部２８７を有する支柱を備える。支持端部２８７は、ポジショニング要素２７０の遠位端部２７７が支持端部２８７上に静止してローラブラケット２２０の係合ポジションを画定するようにポジショニングされている。
【０１０９】
図２および５を参照すると、図示のローラ支持フレーム１５２は、ローラブラケット２２０の下流側の隅に装着された一対のポジショニング要素２７０、２７１と、コンベア３７のいずれか一方の側に装着された一対の関連するブラケットストップ２７２、２７３とを含む（例えば、図１および３参照）。ポジショニング要素２７０、２７１およびそれぞれの関連するブラケットストップ２７２、２７３は、それぞれ同様の様式で構築され得る。
【０１１０】
図７および８を参照すると、実施形態では、支持フレーム１５２は、所定のパッドの厚さを有するストップパッド２９０を含む。ストップパッド２９０は、ポジショニング要素２７０とブラケットストップ２７２との間に介在して、パッドの厚さに相関する量で係合ポジションのポジションを徐々に調節するように適合されている。実施形態では、パッドの厚さは、２つの製品の厚さの増分差であり得る。例えば、実施形態では、ストップパッド２９０のパッドの厚さは、システム２０によって生成された２つの厚さの種類の石膏ボード２５の間の製品の厚さの差に相関され得る。実施形態では、ストップパッド２９０を使用して、１／２インチの厚さの板から５／８インチの厚さの板へ変更を加えることができる。
【０１１１】
図示の実施形態では、ストップパッド２９０は、枢動ブロック２９２を介してブラケットストップ２７２に枢動可能に装着されている。図７を参照すると、ストップパッド２９０は、それがローラブラケット２２０の係合ポジションをさらに画定するために使用されていないように、ブラケットストップ２７２の支持端部から離れて枢動する。枢動ブロック２９２をブラケットストップ２７２の側部と接触させて、支持端部２８７から離れるストップパッド２９０の移動を限定する。図８では、ストップパッド２９０は、支持端部２８７上の所定の位置で、ストップパッド２９０がポジショニング要素２７０とブラケットストップ２７２との間に介在して、穿孔器ローラ１５０がコンベア３７から離れる距離をさらに増加させるように枢動している。
【０１１２】
図１および２を参照すると、駆動モータ１５４は、穿孔器ローラ１５０の外周と第２の被覆シート２８との間の接触点で、石膏ボード２５とともに一方向２９５に穿孔器ローラ１５０を回転させるように適合されている。駆動モータ１５４は、穿孔器ローラ１５０を、穿孔器ローラ１５０の外周１７０が、石膏ボード２５が移動しているライン速度と実質的に等しい接線速度を有するように回転させるように適合されている。石膏ボードが移動しているライン速度が実施形態における公称ライン速度であることを当業者は理解するであろう。公称ライン速度は、オペレータによる動作入力として確立され得る。いくつかの実施形態では、公称ライン速度は、成形ステーション３５および／または切断ステーション４５の近くに位置するものなどのライン速度センサ測定値に基づき得る。
【０１１３】
実施形態では、モータ１５４は、その意図された目的のために好適な任意の好適なモータであり得る。実施形態では、モータは、穿孔器ローラ１５０をある範囲の回転速度にわたって回転させるように構成された好適なギアモータおよび可変周波数駆動（ＶＦＤ）を備える。
【０１１４】
穿孔器ローラ１５０の接線速度と石膏ボード２５が進行するライン速度とが互いに十分に異なってくると、穿孔穴１２５の形状は円形から卵形に変化し得る。実施形態では、モータ１５４の動作は、所定の形状プロファイル公差に適合する形状を有する穿孔穴１２５を生成するように制御され得る。実施形態では、視覚システムを設けて、穿孔穴のための所望の形状を維持するようにモータ１５４の動作を制御するのを助けることができる。
【０１１５】
図１を参照すると、アクチュエータアセンブリ１５７は、係合ポジションと収容ポジションとの間の進行範囲にわたってローラブラケット２２０を選択的に移動させるように適合されている。アクチュエータアセンブリ１５７は、リニアアクチュエータ３１０と、リニアアクチュエータの電源３１２とを含む。実施形態では、リニアアクチュエータは、支持フレーム１５２の少なくともローラブラケット２２０に装着されている。図示の実施形態では、リニアアクチュエータ３１０は、ローラブラケット２２０およびローラ支持フレーム１５２の横断支持レール２１４に装着されている。実施形態では、リニアアクチュエータは、収容ポジションと係合ポジションとの間の進行範囲にわたってローラブラケットを選択的に回転させるように構成された任意の好適なアクチュエータを含み得る。リニアアクチュエータの電源３１２は、リニアアクチュエータ３１０が進行範囲にわたってローラブラケット２２０を移動させるように、リニアアクチュエータ３１０を選択的に動作させるように構成されている。図示の実施形態では、リニアアクチュエータ３１０は空気シリンダを備え、電源３１２は圧縮空気の供給源を備える。
【０１１６】
図１を参照すると、コントローラ１５９は、リニアアクチュエータの電源３１２およびモータ１５４とともに動作可能に配置されている。実施形態では、コントローラ１５９は、コントローラ１５９によって受信されるコマンド信号に応答して、リニアアクチュエータの電源３１２を選択的に動作させて、ローラブラケット２２０を係合ポジションから収容ポジションへと移動させるように構成されている。実施形態では、電源３１２から空気シリンダ３１０への加圧空気の流れは、好適な弁システムを介してコントローラ１５９によって制御される。実施形態では、コントローラ１５９は、モータ１５４の動作を制御するようにプログラムして、穿孔器ローラ１５０の回転速度を可変的に変更することができる。実施形態では、コントローラ１５９を使用して、その接線速度が、石膏ボード２５がマシン方向５０に沿って移動しているライン速度の所定の公差内になるように穿孔器ローラ１５０を動作させるのを助けることができる。
【０１１７】
図１を参照すると、切断ステーション４５は、マシン方向５０に沿って成形ステーション３５の下流側に配設されている。切断ステーション４５は、コンベア３７が切断ステーション４５を通過して石膏ボード２５を運ぶようにコンベア３７に対して配置されている。切断ステーション４５は、セメント質板２５がマシン方向５０に沿って切断ステーション４５を通過して移動するときに、一連の板セグメントを画定するようにマシン横断方向５１に沿って石膏ボード２５を周期的に切断するように構成されたナイフを含み得る。実施形態では、ナイフは、当業者に一般的に知られているような回転ナイフであり得る。
【０１１８】
実施形態では、被覆シート穿孔器システム４０の穿孔器ローラ１５０は、マシン方向５０に沿って切断ステーション４５の上流側に位置する。図示の実施形態では、被覆シート穿孔器システム４０の穿孔器ローラ１５０は、成形ステーション３５と切断ステーション４５との間でマシン方向５０に沿って配設されている。
【０１１９】
実施形態では、コントローラ１５９は、切断ステーション４５の回転ナイフの動作を制御するように構成され得る。実施形態では、コントローラ１５９は、（例えば、好適なセンサによって検出されるような）板ラインのライン速度に基づいて回転ナイフの回転速度を調節して、異なるライン速度条件下で実質的に同じ長さの板セグメントを生成し得る。
【０１２０】
実施形態では、セメント質板２５を製造するためのシステム２０は、他の構成要素およびステーションを含み得る。例えば、実施形態では、システム２０は、板反転器を含む伝達システムと、キルンと、結束機およびテーピングステーションとを含み得、すべて切断ステーション４５の下流側にある。
【０１２１】
本開示の原理に従って石膏ボードを製造する方法の実施形態では、本開示の原理に従って構築された被覆シート穿孔器システムを使用して、本明細書で論じられる有孔被覆シートを有する石膏ボードを作製する。実施形態では、本開示の原理に従って石膏ボードを製造する方法を、本明細書で論じられる原理に従って石膏ボードを製造するためのシステムの任意の実施形態で使用することができる。
【０１２２】
例えば、実施形態では、本開示の原理に従って石膏ボードを製造する方法は、石膏ボードをマシン方向に沿って成形ステーションから離れて穿孔器ローラへと搬送することを含む。石膏ボードは、第１の被覆シートと第２の被覆シートとの間に介在するコアを有する。コアは、水性石膏スラリーを含む。石膏ボードは、マシン方向およびマシン横断方向に沿って延在する。マシン横断方向は、マシン方向に垂直である。穿孔器ローラは、マシン方向に沿って成形ステーションの下流側に配設されている。
【０１２３】
石膏ボードは、マシン方向に沿って穿孔器ローラの下を通過する。穿孔器ローラは、石膏ボードの第２の被覆シートと接触する関係にある。穿孔器ローラを、駆動モータを介して、マシン横断方向に沿って延在する回転軸を中心として回転させて、石膏ボードがマシン方向に穿孔器ローラを通過して移動するときに第２の被覆シート内に一連の穿孔穴を生成する。本開示の原理に従って石膏ボードを製造する方法の実施形態では、駆動モータは、穿孔器ローラを、穿孔器ローラの外周と第２の被覆シートとの間の接触点で石膏ボードとともに一方向へ回転させる。
【０１２４】
実施形態では、石膏ボードは、マシン方向に沿ってライン速度で成形ステーションから離れて搬送される。駆動モータは、穿孔器ローラを、穿孔器ローラの外周がライン速度と実質的に等しい接線速度を有するように回転させることができる。
【０１２５】
実施形態では、本方法は、穿孔器ローラとコンベアとの間で測定されたオフセット距離を変更することによって、石膏ボードの第２の被覆シートへの穿孔器ローラの貫通の深さを調節することをさらに含む。オフセット距離は、マシン方向およびマシン横断方向の両方に垂直である法線軸に沿って測定される。実施形態では、オフセット距離は、石膏ボードの厚さの変化に相関する量で徐々に変化する。
【０１２６】
実施形態では、本方法は、石膏ボードがマシン方向に沿って切断ステーションを通過して移動するときに、一連の板セグメントを画定するように石膏ボードを周期的に切断することをさらに含む。切断ステーションは、マシン方向に沿って成形ステーションの下流側に配設されている。穿孔器ローラは、マシン方向に沿って成形ステーションと切断ステーションとの間に介在する。実施形態では、穿孔器ローラは、第２の被覆シートを穿孔する前にコアを含む水性石膏スラリーを凝固させるのに十分な距離だけ、マシン方向に沿って成形ステーションの下流側に配設されている。
【０１２７】
実施形態では、本方法は、穿孔器ローラが石膏ボードと接触しない関係に置かれるように、穿孔器ローラを収容ポジションへ移動させることをさらに含む。石膏ボードの穿孔を再開することが所望される場合、穿孔器ローラを係合ポジションの所定の位置に戻すことができる。
【０１２８】
実施形態では、石膏ボードのコアは、コア層、および濃縮層を備える。コア層は、少なくとも水およびスタッコを含むコアスラリーから成形され、濃縮層は、少なくとも水、スタッコ、および増強添加剤を含む濃縮スラリーから成形されている。増強添加剤は、コアスラリー中よりも濃縮スラリー中に、より濃縮された重量パーセント量で存在する。
【０１２９】
実施形態では、コア層は、第２の被覆シートと濃縮層との間に法線軸に沿って介在する。法線軸は、マシン方向およびマシン横断方向の両方に垂直である。
【０１３０】
図９を参照すると、本開示の原理に従って作製された石膏ボード２５の一実施形態が示されている。石膏ボード２５は、第１の被覆シート２７、第２の被覆シート２８、および石膏コア２９を含む。石膏コア２９は、第１の被覆シート２７と第２の被覆シート２８との間に介在する。石膏コア２９は、コア層３０および濃縮層３１を含む。コア層３０は、少なくとも水およびスタッコを含むコアスラリーから成形された凝固石膏を含む。濃縮層３１は、少なくとも水、スタッコ、および増強添加剤を含む濃縮スラリーから成形された凝固石膏を含む。増強添加剤は、コアスラリー中に存在するものよりも濃縮スラリー中の方が（重量パーセントで）より濃縮された量で存在する。被覆シート２７、２８のうちの少なくとも１つは、該被覆シートがその中に複数の穿孔穴１２５を画定するように穿孔される。図示の実施形態では、第２の被覆シート２８が穿孔される。
【０１３１】
実施形態では、コア層３０は、第２の被覆シート２８と濃縮層３１との間に介在する。図示の実施形態では、コア層３０は、第２の被覆シート２８と連続している。実施形態では、スキムコート層を、第２の被覆シート２８と、コア層３０を作製したスラリーよりも密度が高いスラリーから作製されたコア層３０との間に介在させることができる。
【０１３２】
実施形態では、コア層３０は、濃縮層３１よりも法線軸５２に沿って第２の被覆シート２８に近い。法線軸５２は、マシン方向５０およびマシン横断方向５１の両方に垂直である。
【０１３３】
実施形態では、コア層３０は、第１の配合物を有する水性石膏スラリーから成形されている。石膏ボード２５は、第１の配合物とは異なる第２の配合物を有するスラリーから成形された、マシン方向５０に沿って長手方向に延在する一対の縁部層９５を有する（そのうちの１つを示す）。縁部層９５は、マシン方向５０に垂直であるマシン横断方向５１に沿って互いに側方に隔置された関係で配設されている。各縁部層９５は、横断断面が概してＣ字形である。縁部層９５は、正面被覆シート２７およびコア層３０と結合する関係にある。
【０１３４】
実施形態では、各縁部層９５は、縁部層９５が石膏ボードの一方の正面２７（この場合は、前部正面）から石膏ボード２５の縁部壁１０５の周りに延在するように、石膏ボード２５の正面被覆シート２７に塗布され得る。図示の実施形態では、縁部層９５は、縁部層９５が前部被覆シート２７の接続フラップ１０７の少なくとも一部分と結合する関係にあるように、縁部壁１０５の周りに延在する。
【０１３５】
実施形態では、縁部層９５は、法線軸５２に沿って測定された石膏ボードの公称厚さの半分未満の厚さを有する。このようにして、各縁部層９５は、Ｃ字形断面をとり、コア層３０の一部分３１５は、法線軸５２に沿って縁部層９５の一対の正面部分３２０と３２１との間に介在する。正面部分３２０、３２１は、正面被覆シート２７および接続フラップ１０７にそれぞれ接続されている。縁部層９５の壁部分３２５は、石膏ボード２５の縁部壁１０５に結合されている。正面部分３２０、３２１は、マシン方向５０およびマシン横断方向５１に沿って延在する。壁部分３２５は、マシン方向５０および法線軸５２に沿って延在する。
【０１３６】
実施形態では、石膏ボード２５は、縁部層９５の間で側方に延在する濃縮層３１を含む。図示の実施形態では、濃縮層３１は、縁部層９５を伴って第２の配合物を有するスラリーから成形されている。濃縮層３１は、縁部層９５と実質的に連続している。濃縮層３１は、正面被覆シート２７およびコア層３０に対して結合している。濃縮層３１は、実質的に縁部層９５の間でマシン横断方向５１に延在する。
【０１３７】
背面被覆シート２８は、任意の好適な技術を使用して正面被覆シート２７に接続され得る。例えば、図示の実施形態では、背面被覆シート２８は、好適な接着剤によって接続フラップ１０７に接続されている。
【０１３８】
本開示の原理を以下の例示的な実施形態によってさらに説明する。しかしながら、本開示の範囲は、以下の実施形態によって限定されない。
【０１３９】
実施形態１。石膏ボードを製造するためのシステムであって、石膏ボードが、石膏コアと、第１の被覆シートと、第２の被覆シートとを有し、石膏コアが、第１の被覆シートと第２の被覆シートとの間に介在し、システムが、成形ステーションであって、石膏ボードが所定の厚さの範囲内にあるように石膏ボードを成形するように適合されている、成形ステーションと、コンベアであって、コンベアが、石膏ボードをマシン方向に沿って成形ステーションから離れて搬送するように適合されており、コンベアが、石膏ボードを、石膏ボードの第１の被覆シートがコンベア上に静止するように支持するように構成されおり、コンベアが、マシン方向およびマシン横断方向に沿って延在し、マシン横断方向が、マシン方向に垂直である、コンベアと、被覆シート穿孔器システムであって、穿孔器ローラ、ローラ支持フレーム、およびモータを含む、被覆シート穿孔器システムとを備え、穿孔器ローラが、マシン方向に沿って成形ステーションの下流側に配設されており、穿孔器ローラが、ローラ支持フレームに、穿孔器ローラが回転軸を中心として回転可能であるように回転可能に装着されており、ローラ支持フレームが、穿孔器ローラを、回転軸がマシン横断方向に沿って延在するように支持し、ローラ支持フレームが、穿孔器ローラをコンベアによって搬送された石膏ボードの第２の被覆シートと接触する関係に置くように適合されており、駆動モータが、回転軸を中心として穿孔器ローラを回転させるように穿孔器ローラとともに配置され、駆動モータが、穿孔器ローラを回転させて、石膏ボードが穿孔器ローラを通過して移動するときに第２の被覆シート内に一連の穿孔穴を生成するように適合されている、システム。
【０１４０】
実施形態２。穿孔器ローラが、外周を有し、駆動モータが、穿孔器ローラを、穿孔器ローラの外周と第２の被覆シートとの間の接触点で石膏ボードとともに一方向へ回転させるように適合されている、実施形態１に記載の製造するためのシステム。
【０１４１】
実施形態３。コンベアが、石膏ボードをマシン方向に沿ってライン速度で搬送するように適合されており、駆動モータが、穿孔器ローラを、穿孔器ローラの外周が接線速度を有するように回転させるように適合されており、接線速度が、ライン速度に実質的に等しい、実施形態２に記載の製造するためのシステム。
【０１４２】
実施形態４。穿孔器ローラが、シャフトと、ローラから突出する複数の穿孔ピンとを含み、穿孔ピンが、穿孔器ローラの外周を画定する、実施形態１に記載の製造するためのシステム。
【０１４３】
実施形態５。ローラ支持フレームが、穿孔器ローラをコンベア上で、穿孔器ローラとコンベアとの間で測定されたオフセット距離が石膏ボードの第２の被覆シートへの穿孔器ローラの貫通の深さを選択的に調節するために可変であるように調節可能に支持するように適合されており、オフセット距離が、マシン方向およびマシン横断方向の両方に垂直である法線軸に沿って測定される、実施形態１に記載の製造するためのシステム。
【０１４４】
実施形態６。ローラ支持フレームが、ローラブラケットを含み、穿孔器ローラが、回転軸を中心とした回転用にローラブラケットにジャーナル処理されており、ローラブラケットは、ローラブラケットが係合ポジションと収容ポジションとの間で進行範囲にわたって回転可能であるように枢動可能に移動可能であり、穿孔器ローラが、係合ポジションにあるときにコンベアによって搬送されている石膏ボードと接触する関係にあるようにポジショニングされ、穿孔器ローラが、収容ポジションにあるときにコンベアによって搬送されている石膏ボードと接触しない関係にあるようにポジショニングされている、実施形態１に記載の製造するためのシステム。
【０１４５】
実施形態７。被覆シート穿孔器システムが、アクチュエータアセンブリを含み、アクチュエータアセンブリが、係合ポジションと収容ポジションとの間の進行範囲にわたってローラブラケットを選択的に移動させるように適合されている、実施形態６に記載の製造するためのシステム。
【０１４６】
実施形態８。アクチュエータアセンブリが、リニアアクチュエータと、リニアアクチュエータの電源とを含み、リニアアクチュエータが、支持フレームの少なくともローラブラケットに装着されており、リニアアクチュエータの電源が、リニアアクチュエータが進行範囲にわたってローラブラケットを移動させるように、リニアアクチュエータを選択的に動作させるように構成されている、実施形態７に記載の製造するためのシステム。
【０１４７】
実施形態９。ローラ支持フレームが、ポジショニング要素およびブラケットストップを含み、ポジショニング要素が、ローラブラケットに装着され、ブラケットストップが、コンベアに、ブラケットストップがコンベアに向かう一方向へのローラブラケットの回転移動を限定して係合ポジションを画定するためにポジショニング要素と干渉する関係にあるように装着されている、実施形態６に記載の製造するためのシステム。
【０１４８】
実施形態１０。ポジショニング要素が、ローラブラケットに、ポジショニング要素の遠位端部をヒンジブラケットから可変距離でポジショニングするために、ヒンジブラケットが係合ポジションにあるときに穿孔器ローラとコンベアとの間で測定されるオフセット距離が石膏ボードの第２の被覆シートへの穿孔器ローラの貫通の深さを選択的に調節するために可変であるように調節可能に装着されており、オフセット距離が、マシン方向およびマシン横断方向の両方に垂直である法線軸に沿って測定される、実施形態９に記載の製造するためのシステム。
【０１４９】
実施形態１１。支持フレームが、ストップパッドを含み、ストップパッドが、パッドの厚さを有し、ストップパッドが、ポジショニング要素とブラケットストップとの間に介在して、パッドの厚さに相関する量で係合ポジションのポジションを徐々に調節するように適合されている、実施形態１０に記載の製造するためのシステム。
【０１５０】
実施形態１２。切断ステーションをさらに備え、切断ステーションが、マシン方向に沿って成形ステーションの下流側に配設されており、切断ステーションは、コンベアが切断ステーションを通過して石膏ボードを運ぶようにコンベアに対して配置されており、切断ステーションは、石膏ボードがマシン方向に沿って切断ステーションを通過して移動するときに、一連の板セグメントを画定するようにマシン横断方向に沿って石膏ボードを周期的に切断するように構成されたナイフを含み、被覆シート穿孔器システムの穿孔器ローラが、成形ステーションと切断ステーションとの間でマシン方向に沿って配設されている、実施形態１に記載の製造するためのシステム。
【０１５１】
実施形態１３。石膏ボードを製造する方法であって、本方法が、石膏ボードをマシン方向に沿って成形ステーションから離れて穿孔器ローラへと搬送することであって、石膏ボードが、第１の被覆シートと第２の被覆シートとの間に介在するコアを有し、コアが、水性石膏スラリーを含み、石膏ボードが、マシン方向およびマシン横断方向に沿って延在し、マシン横断方向が、マシン方向に垂直であり、穿孔器ローラが、マシン方向に沿って成形ステーションの下流側に配設されている、搬送することと、石膏ボードをマシン方向に沿って穿孔器ローラの下に通過させることであって、穿孔器ローラが、石膏ボードの第２の被覆シートと接触する関係にある、通過させることと、穿孔器ローラを、駆動モータを介して、マシン横断方向に沿って延在する回転軸を中心として回転させて、石膏ボードがマシン方向に穿孔器ローラを通過して移動するときに第２の被覆シート内に一連の穿孔穴を生成することとを含む、方法。
【０１５２】
実施形態１４。駆動モータが、穿孔器ローラを、穿孔器ローラの外周と第２の被覆シートとの間の接触点で石膏ボードとともに一方向へ回転させる、実施形態１３に記載の製造方法。
【０１５３】
実施形態１５。石膏ボードが、マシン方向に沿ってライン速度で成形ステーションから離れて搬送され、駆動モータが、穿孔器ローラを、穿孔器ローラの外周が接線速度を有するように回転させ、接線速度が、ライン速度に実質的に等しい、実施形態１４に記載の製造方法。
【０１５４】
実施形態１６。穿孔器ローラとコンベアとの間で測定されたオフセット距離を変更することによって、石膏ボードの第２の被覆シートへの穿孔器ローラの貫通の深さを調節することをさらに含み、オフセット距離が、マシン方向およびマシン横断方向の両方に垂直である法線軸に沿って測定される、実施形態１３に記載の製造方法。
【０１５５】
実施形態１７。オフセット距離が、石膏ボードの厚さの変化に相関する量で徐々に変化する、実施形態１６に記載の製造するためのシステム。
【０１５６】
実施形態１８。穿孔器ローラが石膏ボードと接触しない関係に置かれるように、穿孔器ローラを収容ポジションへ移動させることをさらに含む、実施形態１３に記載の製造方法。
【０１５７】
実施形態１９。石膏ボードがマシン方向に沿って切断ステーションを通過して移動するときに、一連の板セグメントを画定するように石膏ボードを周期的に切断することをさらに含み、切断ステーションが、マシン方向に沿って成形ステーションの下流側に配設されており、穿孔器ローラが、マシン方向に沿って成形ステーションと切断ステーションとの間に介在する、実施形態１３に記載の製造方法。
【０１５８】
実施形態２０。穿孔器ローラが、第２の被覆シートを穿孔する前にコアを含む水性石膏スラリーを凝固させるのに十分な距離だけ、マシン方向に沿って成形ステーションの下流側に配設されている、実施形態１９に記載の製造方法。
【０１５９】
実施形態２１。石膏ボードのコアは、コア層および濃縮層を備え、コア層が、少なくとも水およびスタッコを含むコアスラリーから成形され、濃縮層が、少なくとも水、スタッコ、および増強添加剤を含む濃縮スラリーから成形され、増強添加剤が、コアスラリー中よりも濃縮スラリー中に、より濃縮された重量パーセント量で存在する、実施形態１３に記載の製造方法。
【０１６０】
実施形態２２。コア層が、第２の被覆シートと濃縮層との間に法線軸に沿って介在し、法線軸が、マシン方向およびマシン横断方向の両方に垂直である、実施形態１３に記載の製造方法。
【０１６１】
実施形態２３。石膏ボードであって、第１の被覆シートと、第２の被覆シートと、コアとを備え、コアが、第１の被覆シートと第２の被覆シートとの間に介在し、コアが、コア層および濃縮層を含み、コア層が、少なくとも水およびスタッコを含むコアスラリーから成形された凝固石膏を含み、濃縮層が、少なくとも水、スタッコ、および増強添加剤を含む濃縮スラリーから成形された凝固石膏を含み、増強添加剤が、コアスラリー中よりも濃縮スラリー中に、より濃縮された重量パーセント量で存在し、第２の被覆シートが、その中に一連の穿孔穴を画定する、石膏ボード。
【０１６２】
実施形態２４。コア層が、第２の被覆シートと濃縮層との間に介在する、実施形態２３に記載の石膏ボード。
【０１６３】
実施形態２５。コア層が、第２の被覆シートと連続している、実施形態２３に記載の石膏ボード。
【０１６４】
前述の実施形態は本開示の原理による実施形態の単なる例であることに留意されたい。他の例示的な実施形態は、本明細書の記載全体から明らかである。これらの実施形態の各々が、本明細書で提供される他の実施形態と様々に組み合わせて使用されてもよいことも、当業者には理解されるであろう。
【０１６５】
本明細書に引用される全ての参考文献は、各参考文献が参照により組み込まれることが個々にかつ具体的に示され、その全体が本明細書に記載されているのと同じ程度まで、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１６６】
本発明を記載する文脈において（特に、以下の特許請求の範囲の文脈において）、用語「ａ」、および「ａｎ」、および「ｔｈｅ」、ならびに同様の指示語の使用は、本明細書で別途記載のない限り、または文脈が明らかに矛盾しない限り、単数および複数の両方を包含するよう解釈されるものである。「備えること」、「有すること」、「含むこと」、および「含有すること」という用語は、特に断りのない限り、非限定的な用語（すなわち、「含むがこれに限定されない」を意味する）と解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書において別段の指示がない限り、その範囲内にある各個別の値を個々に参照する簡単な法として役立つことを単に意図し、各個別の値は、あたかも本明細書に個々に列挙されているかのように、本明細書に組み込まれる。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書において別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の好適な順序で実施され得る。本明細書で提供されるありとあらゆる例または例示的な用語（例えば、「〜など」）の使用は、本発明をよりよく説明することを単に意図し、特に特許請求の範囲に記載されない限り、本発明の範囲を限定するものではない。本明細書におけるいかなる用語も、任意の特許請求の範囲に記載されていない要素を、本発明の実施に不可欠なものとして示すものと解釈されるべきではない。
【０１６７】
本発明を実施するために本発明者らに既知の最良の形態を含む、本発明の好ましい実施形態が、本明細書に記載される。それらの好ましい実施形態の変化形は、上記の説明を読むことにより当業者には明らかになるであろう。本発明者らは、当業者がそのような変化形を必要に応じて用いることを期待し、本発明者らは、本発明が、本明細書に具体的に記載されるものとは別の方法で実施されることを意図する。したがって、本発明は、適用される法律によって許容される、添付の請求の範囲において列挙される主題の全ての修正物および同等物を含む。さらに、本明細書において別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、それらの全ての可能な変化形における上記の要素の任意の組み合わせが、本発明によって包含される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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