(57)【要約】石膏人造壁板は、人造壁板縁部の近くに側部に沿って形成された形作られた領域を有する、紙で覆われた第1の面と、繊維状マットで覆われた第2の面と有してよい。第2の面を覆う繊維状マット材料は、人造壁板縁部の周りを延びており、第1の面上の紙の一部に重ね合わせられている。人造壁板は、石膏スラリを繊維状マット材料の移動するウェブ上に堆積させ、堆積させた石膏スラリに紙のウェブを貼り付け、形作られた領域を頂部表面の側部に形成することによって製造することができる。
2005524555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含む、石膏人造壁板：
平面状の第1の面、平面状の第2の面、および少なくとも2つの縁部を有し、第1の面が、縁部の近くの第1の面の縁上に位置する側部に形作られた領域を有する石膏コア；
第1の面に接着された紙表面材；ならびに
第2の面、縁部、および各形作られた領域の少なくとも一部に接着され、かつ第2の面、縁部、および各形作られた領域の少なくとも一部を覆う繊維状マット表面材。
【請求項２】
繊維状マット表面材が、紙表面材と重ね合わせられる、請求項1記載の石膏人造壁板。
【請求項３】
繊維状マット表面材が、紙表面材に重なる、請求項1記載の石膏人造壁板。
【請求項４】
石膏コアが、コアの耐水性を向上させるのに十分な量の耐水性添加剤を含む、請求項1記載の石膏人造壁板。
【請求項５】
耐水性添加剤が、ワックスエマルジョン、オルガノポリシロキサン、およびシリコン酸塩のうちの少なくとも1つを含む、請求項4記載の石膏人造壁板。
【請求項６】
石膏コアが、本質的にデンプンを含まない、請求項5記載の石膏人造壁板。
【請求項７】
繊維状マット表面材がガラス繊維を含み、繊維状マット表面材がその耐水性を向上させるようにコーティングされている、請求項1記載の石膏人造壁板。
【請求項８】
紙表面材が、内添サイズされた紙を含む、請求項1記載の石膏人造壁板。
【請求項９】
形作られた領域が、テーパーを含む、請求項1記載の石膏人造壁板。
【請求項１０】
繊維状マット表面材の横方向部分が、テーパー上で終わる、請求項9記載の石膏人造壁板。
【請求項１１】
形作られた領域が、斜面を含む、請求項1記載の石膏人造壁板。
【請求項１２】
繊維状マット表面材の横方向部分が、斜面上で終わる、請求項11記載の石膏人造壁板。
【請求項１３】
形作られた領域が、丸い縁部を含む、請求項1に記載の石膏人造壁板。
【請求項１４】
石膏コアが、コアの耐水性を向上させるのに十分な量の、ワックスエマルジョン、オルガノポリシロキサン、およびシリコン酸塩のうちの少なくとも1つを含み、
石膏コアが本質的にデンプンを含まず、
繊維状マット表面材がガラス繊維を含み、その耐水性を向上させるようにコーティングされており、
紙表面材が内添サイズ紙を含み、
繊維状マット表面材が形作られた領域に位置する2つの表面材の重なり部分上で紙表面材に接着されている、請求項1記載の石膏人造壁板。
【請求項１５】
石膏コアが、殺菌剤をさらに含む、請求項14記載の石膏人造壁板。
【請求項１６】
壁板が、最小限の反りを示す、請求項1記載の石膏人造壁板。
【請求項１７】
以下の段階を含む、石膏人造壁板を連続的に製造する工程：
石膏スラリを形成する段階；
スラリを表面材の連続的に送られる底部ウェブの移動する表面上に連続的堆積させ、底部ウェブが2つの横方向部分を有する段階；
堆積させたスラリ上に実質的に平面状の水平方向上部表面を形成し、上部表面が上部表面を底部ウェブに接触する実質的に平行な下部表面から分離する2つの縁部を有する段階；
スラリおよび底部ウェブが前進する際に、底部ウェブの横方向部分を、上部表面上で終わるように上方にかつ2つの縁部の周りに折り畳む段階；
連続的に送られる頂部ウェブを上部表面上に貼り付ける段階；および
形作られた領域を上部表面の縁側部に形成する段階。
【請求項１８】
折畳み段階が、貼付け段階の前に行われる、請求項17記載の工程。
【請求項１９】
貼付け段階が、折畳み段階の前に行われる、請求項17記載の工程。
【請求項２０】
連続的に堆積させる段階が繊維状マット材料の連続的に送られる底部ウェブの移動する表面上にスラリを連続的に堆積させる段階を含み、貼付け段階が紙の連続的に送られるウェブを貼り付ける段階を含む、請求項17記載の工程。
【請求項２１】
連続的に堆積させる段階がガラス繊維を有する繊維状マット材料の連続的に送られる底部ウェブの移動する表面上にスラリを連続的に堆積させる段階を含み、貼付け段階が内添サイズ紙の連続的に送られるウェブを貼り付ける段階を含む、請求項17記載の工程。
【請求項２２】
形作られた領域を形成する段階が、テーパーを形成する段階を含む、請求項17記載の工程。
【請求項２３】
折畳み段階が、スラリおよび底部ウェブが前進する際に、底部ウェブの横方向部分を、テーパー上で終わるように上方にかつ2つの縁部の周りに折り畳む段階を含む、請求項22記載の工程。
【請求項２４】
形作られた領域を形成する段階が、斜面を形成する段階を含む、請求項17記載の工程。
【請求項２５】
折畳み段階が、スラリおよび底部ウェブが前進する際に、底部ウェブの横方向部分を斜面上で終わるように上方にかつ2つの縁部の周りに折り畳む段階を含む、請求項24記載の工程。
【請求項２６】
形作られた領域を形成する段階が、丸い縁部を形成する段階を含む、請求項17記載の工程。
【請求項２７】
頂部ウェブの、底部ウェブの一部に接触する部分に接着剤を塗布する段階をさらに含む、請求項20記載の工程。
【請求項２８】
形作られた領域を形成する段階が、底部ウェブ、堆積させたスラリ、および貼り付けられた頂部ウェブの走行経路に位置する下向きに突き出る詰め木を有する上部表面の縁側部に沿って形状を形成する段階を含む、請求項17記載の工程。
【請求項２９】
石膏スラリを形成する段階が、完成した人造壁板の石膏コアの耐水性を向上させるのに十分な量の耐水性添加剤を添加する段階をさらに含む、請求項17記載の工程。
【請求項３０】
石膏スラリを形成する段階が、完成した人造壁板の石膏コアの耐水性を向上させるのに十分な量の、ワックスエマルジョン、オルガノポリシロキサン、およびシリコン酸塩のうちの少なくとも1つを添加する段階をさらに含む、請求項17記載の工程。
【請求項３１】
石膏スラリを形成する段階が、本質的にデンプンを含まない石膏スラリを形成する段階を含む、請求項29記載の工程。
【請求項３２】
石膏スラリを形成する段階が、殺菌剤を添加する段階を含む、請求項31記載の工程。
【請求項３３】
以下の段階を含む、請求項21記載の工程：
頂部ウェブの、底部ウェブの一部に接触する部分に接着剤を塗布する段階；
底部ウェブ、堆積させたスラリ、および貼り付けられた頂部ウェブを、それらが前進する際に支持する段階；ならびに
引き続き上部表面および形作られた領域を形成する段階であって、
石膏スラリを形成する段階が、
完成した人造壁板の石膏コアの耐水性を向上させるのに十分な量の、ワックスエマルジョン、オルガノポリシロキサン、およびシリコン酸塩のうちの少なくとも1つを添加する段階、
殺菌剤を添加する段階、および
本質的にデンプンを含まない石膏スラリを形成する段階を含み、
形作られた領域を形成する段階が底部ウェブ、堆積させたスラリ、および貼り付けられた頂部ウェブの走行経路に位置する下向きに突き出る詰め木を有する上部表面の縁側部に、形作られた領域を形成する段階、を含む段階。
【請求項３４】
以下を含む、石膏人造壁板：
平面状の第1の面、平面状の第2の面、および少なくとも2つの縁部を有し、第1の面が、縁部に隣接した第1の面の縁に形成された形作られた領域を有する石膏コア；
第1の面に接着された第1の表面材；ならびに
第2の面、縁部、および第1の面の一部に接着され、かつ第2の面、縁部、および第1の面の一部を覆う連続的な第2の表面材。
【請求項３５】
第1の表面材が紙を含み、第2の表面材が異なる種類の紙を含む、請求項34記載の石膏人造壁板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、2002年5月8日に出願され、参照として本明細書に組み入れられる「屋内人造壁板および屋内人造壁板を製造する方法（Interior Wallboard and Method of Making Same）」という名称の米国仮出願第60/378,411号の利益を主張するものである。
【０００２】
発明の分野
本発明は、繊維マットで覆われた改良された石膏人造壁板に関する。特に、本発明は、一面をガラス繊維マット（好ましくはコーティングされたガラス・マット）で覆われ、反対側の面を紙で覆われた石膏人造壁板に関する。本発明の人造壁板は、人造壁板の一面が、カビの繁殖が問題になる密封された領域、たとえば、ある種の屋内壁空洞に面する用途に用いると特に有利である。他の用途は、本発明の詳細な説明から明らかになろう。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
2枚のうわ張り紙の間に挟まれた凝結した石膏のコアを有する石膏人造壁板のパネルは、古くから建物を組み立てる際に構造部材として使用されている。このようなパネルは通常、部屋の仕切りまたは壁、エレベータのシャフト、階段吹抜け、天井を形成するのに使用される。紙は比較的廉価な表面材であり、人造壁板を製造する工程に容易に使用されるが、特に耐水性に関して欠点を有する。水分は、人造壁板に悪影響を与える恐れがある。水分は、強度および他の構造特性を劣化させるだけでなく、（他の因子と組み合わされて）（たとえば、カビを含む）菌類の生長を促す可能性がある。この問題は（ある種の環境の下では）、人造壁板の設置時に密閉され手を届かすことができなくなるある種の空間に関して特に深刻である。
【０００４】
この問題の一例は、屋内壁に関して起こる可能性がある。当技術分野で知られているように、屋内壁は、（木材または金属の間柱であってよい）支持構造を組み立て、次いでこの構造に石膏人造壁板を床から天井まで固着することによって形成されることが多い。それによって、壁内に密封された空洞が形成される。この空洞は空であることも、絶縁物、配線、配管などを含むこともある。しかし、壁が完了すると、一般に、人造壁板を取り除かないかぎりこの空洞に手を届かすことはできなくなる。この場合、人造壁板は交換しなければならない。壁の空洞は、手が届くことができないにもかかわらず、水分が浸透し溜まりやすい。これは、空洞内の管の漏れ、凝縮、屋根の漏れ、浸水などによって起こる可能性がある。人造壁板が水の浸透に抵抗しない場合、表面材および石膏コアが水を吸収する可能性がある。壁の空洞は通常換気されないので、水が残る傾向があり、菌類が成長する恐れがある。
【０００５】
紙の表面材の代わりに、繊維状マット（ガラス繊維など）を表面材として用いて石膏人造壁板を製造することもできる。このような人造壁板の例には、米国特許第3,993,822号に記載された人造壁板が含まれる。繊維状マットは、耐水性を向上させるだけでなく、強度およびその他の構造属性を著しく改善することが多い。繊維状マットは、多くの点で紙よりも有利な表面材であるが、他の点では紙の方が望ましい。たとえば、繊維状マットは紙よりも高価である場合がある。ガラスまたは他の繊維マットは、用途によっては望ましくない壁面も形成する。たとえば、屋内壁は塗料または壁紙で覆われることが多い。紙の表面材は、繊維状マットの表面材によって与えられるよりも平滑な、塗装または壁紙張り用の表面を形成する。
【０００６】
当技術分野では、縁部の近くに形作られた領域を有する屋内用の石膏人造壁板を製造することも既知である。この形作られた領域は、斜面、テーパー、丸い縁部、または他の所望の形状を形成することができる。この形状付けは内側の面（すなわち、設置後に室内にさらされる面）上に形成されることが多い。このような既存の人造壁板の断面が図1Aに示されており、図を明確にするために様々な角度、厚さ、およびその他の寸法が誇張されている。通常、人造壁板は、石膏コアの周りを覆う平滑な紙の表面材で覆われた第1の面を有している。第2の面も同様に、石膏コアを覆う紙の表面材で覆われている。第1の面の表面材は通常、人造壁板の縁部の周りを覆い、その縁部を、第2の面上の表面材の小さな部分に重ね合わせられている。形作られた領域は、互いに隣接する人造壁板の接合部に沿って小さなくぼみを形成するのを可能にする。具体的には、互いに隣接する人造壁板の第1の面は、屋内に面し、その縁部が互いに接触する（または非常に近くに位置する）ように向けられる。接合テープ、カラ積泥などをくぼみに入れ、概ね平坦であり（たとえば、人造壁板接合部に沿ってリッジを有さない）、塗装または壁紙張りの準備の整った壁を完成することができる。図1Aは、左側に、形成できる形状の他の例を示している。
【０００７】
内側の面に形作られた領域を有する屋内人造壁板は、繊維マットと紙の表面材の両方の利点から利益を得ることができる用途に用いられるが、そのような材料をそのような用途用の単一の人造壁板として組み合わせると問題が起こる可能性があり、このような組合せは先行技術では発表されていない。互いに異なる表面材は一般に、人造壁板の組立て時にそれぞれの異なる応力を生じさせるため、反りが起こることが予想される。さらに、従来の製造法では、人造壁板が組立て時に製造ラインに沿って進行する際に、形作られた領域を水平の人造壁板の底部表面上に形成する必要がある。図1Bは、製造中の先行技術の人造壁板の概略断面図である。中心は通常水平であり、2つの小さな形状付け型枠がコンベアに取り付けられ、コンベアの長さに沿って延びている。形成中の人造壁板の上部表面は通常平坦である。しかし、この構成では、底部（コンベア）側の表面材を用いて組立て時に人造壁板の縁部を覆う必要がある。従来の方法を用いて、紙で覆われた面に形作られた領域を有し、他方の面上にマット・コーティングを有する屋内人造壁板を製造するには、底部（コンベア）表面上に紙ウェブを配置し頂部表面上にマット・ウェブを配置する必要がある。しかし、紙ウェブは次いで、組み立てられた人造壁板の縁部の周りを覆う。この構成では、人造壁板を壁に設置する際に、紙の表面材が、密封された内壁空洞に露出される。上述のように、紙は繊維状マットよりも耐水性が低い。さらに、互いに隣接する人造壁板の間の接合部は一般に、壁空洞側では密封されない。したがって、紙で覆われた縁部は、水分が人造壁板に染み込み、マット表面材の利益を少なくとも部分的に無効にする経路を形成する可能性がある。
【発明の開示】
【０００８】
発明の概要
本発明によれば、石膏人造壁板は、形作られた領域を縁部の近くに有する紙で覆われた第1の面と、耐水性の表面材、好ましくは繊維状マット材料、より好ましくはコーティングされた繊維状マット材料で覆われた第2の面とを有する。紙で覆われた第1の面は、塗装または壁紙張りに適した表面を形成する。第2の面は、その好ましいコーティングされたマット表面材のために、水の浸透に抵抗する。第2の面を覆うマット材料は、人造壁板の縁部の周りを覆う。好ましくは、マット材料は、第1の面の形作られた領域上で終わる。紙の表面材は、2つの表面材の重なり部分に沿ってマットに接着され、好ましくは第1の面の形作られた領域上に接着される。
【０００９】
本発明の他の局面によれば、形作られた領域を有する人造壁板を組み立てる工程が提供される。表面材の底部ウェブが連続的に送られる。底部ウェブ上に石膏スラリが堆積させられる。底部ウェブの横方向部分は、形成中の人造壁板の縁部の周りを覆い、その縁に沿って上部スラリ表面の側部に重なり合う。連続的に送られる表面材の頂部ウェブが、スラリの上部表面に貼り付けられ、2つの表面材の重なり部分の領域に沿って接着される。形成中の人造壁板の上部表面の横方向の縁に沿って位置する一連の詰め木は、形作られた領域をこれらの縁に形成する。このように、これによって、形作られた領域を第1の面に有し、第2の面の表面材が人造壁板縁部の周りを延びている人造壁板を連続的に形成することが可能である。
【００１０】
本発明の目的、特徴、および利点は、添付の図面に示されている本発明のある態様についての以下の詳細な説明から明らかになろう。図面において、参照符号は様々な図全体にわたって同じ部分を指す。図面は、一定の比例に縮小されて描かれているわけではなく、その代わりに、本発明の特徴を示す際に強調が施されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図2は、本発明による人造壁板10の断面図である。図2は一定の比例に縮小して描かれておらず、様々な角度、厚さ、およびその他の寸法が、図を明確にすると共に本発明を例示するために誇張されている。人造壁板10は石膏板コア12を有している。人造壁板10は第1の面14、2つの縁部16、および第2の面18を有している。第1の面14は、縁部16に隣接する第1の面14の縁側部に沿って形成された形作られた領域20をさらに有している。人造壁板10はテーパーを有するように示されているが、他の形状には、斜面（20'）、丸い縁部（20"）、および他の形状（図示せず）が含まれ、これらはすべて、本発明の範囲内である。第1の面14は、その表面積のすべて（または実質的にすべて）を紙22で覆われている。第2の面18は繊維状マット材料24で覆われている。後述のように、マット材料24は、好ましくはコーティングされた繊維状マットであり、マットの、石膏コアの反対側の表面上にコーティングを有している。マット材料24は、縁部16の周りの、第1の面14の部分上、好ましくは形作られた領域20上をさらに覆う。図3において、マット材料24は紙22に重ね合わせられ、重なり部分26において接着剤によって紙22に固着されている。人造壁板10は、公知のように、必要に応じて様々な厚さおよび幅を有してよい。1/2インチの公称厚さを有する人造壁板の場合、例示的なテーパーは幅wが約2.5インチで、高さhが約0.75インチであってよい。テーパー、斜面、または他の形状の他の寸法は、本発明の範囲内であり、当業者に既知である（または本発明の開示を考慮すれば分かる）。形作られた領域は、人造壁板の両側で概ね同じである（しかし、必ずしもそうである必要はない）。同様に、特定の形状（たとえば、テーパー、斜面、または丸）は、様々な厚さの人造壁板上で同じ厚さを有してよい（しかし、そうである必要はない）。後述のように、表面材は、石膏コアに接触し、一体的に取り付けられる。
【００１２】
本発明の人造壁板10の石膏コア12は基本的に、石膏人造壁板、カラ積、石膏板、石膏ラス、石膏野地として一般に知られている石膏構造製品に用いられる種類の石膏コアである。このような製品のコアは、焼き石膏とも呼ばれる粉末無水硫酸カルシウムまたは半水硫酸カルシウム（CaSO4・1/2H2O）と水を混合して水性石膏スラリを形成し、その後、スラリ混合物を水和させるかまたは凝結させ、比較的硬い材料である脱水硫酸カルシウム（CaSO4・2H2O）を得ることによって形成される。製品のコアは一般に、少なくとも約85wt.%の凝結した石膏を含む。ただし、本発明はコア中の石膏の特定の含有量に限らない。
【００１３】
構造パネルの凝結した石膏コアを作るための組成は、たとえば、従来石膏人造壁板に含まれている添加剤を含む様々な選択的な添加剤を含んでよい。そのような添加剤の例には、急結剤、発泡剤、強化繊維、分散剤が含まれる。望ましいと考えれる場合は殺菌剤を添加してよい。デンプンが添加されることが多いが、本発明では省略してよい。コアの耐水性を向上させるために、コアを作るための石膏組成は、凝結石膏組成の、水による劣化に抵抗する（たとえば、溶解に抵抗する）能力を改善する1つまたは複数の添加剤を含んでもよい。一態様では、人造壁板の耐水性は、人造壁板をASTM法C-473の浸し試験に従って試験したときに人造壁板が吸収する水の量が約10%未満、好ましくは約7.5%未満、最も好ましくは約5%未満になるような耐水性である。
【００１４】
通常、屋内用の人造壁板は、石膏コアの耐水性を向上させる添加剤としてワックスまたはワックスエマルジョンを含む。しかし、本発明はこれによって制限されず、石膏製品の耐水性を向上させる効果があると報告されている他の材料の例には以下のものが含まれる。少量のポリ（酢酸ビニル）を含んでも含まなくてもよいポリ（ビニルアルコール）；金属樹脂酸塩；通常エマルジョンとして供給されるワックスまたはアスファルトあるいはそれらの混合物；ワックスおよび／またはアスファルトとコーンフラワーと過マンガン酸カリウムの混合物；石油および天然アスファルト、コールタール、ポリ（酢酸ビニル）、ポリ（塩化ビニル）、酢酸ビニルと塩化ビニルとアクリル樹脂のコポリマーなどの熱可塑性合成樹脂のような水溶性熱可塑性有機材料；金属ロジンセッケンと水溶性アルカリ土金属塩と残留燃料油の混合物；エマルジョンの形態の石油ワックスと残留燃料油、松根タール、またはコールタールとの混合物；残留燃料油およびロジンを含む混合物；芳香族イソシアン酸塩およびジイソシアン酸塩；有機水素ポリシロキサン、Dow Corning社からDow Corning 772として市販されているようなシリコン酸塩；硫酸カリウム、アルカリ土アルミン酸塩、ポルトランド・セメントなどの材料を含んでも含まなくてもよいワックスエマルジョンおよびワックス−アスファルト・エマルジョン、融解ワックスとアスファルトの混合物に油溶性水分散エマルジョンを添加し、得られた溶液を、ポリアルメチレン縮合物のアルカリスルホン酸塩を分散剤として含むカゼインの溶液と混合することによって生成されるワックス−アスファルト・エマルジョン。これらの添加剤の混合物を使用してもよい。
【００１５】
人造壁板の耐水性を向上させるために用いられるワックスエマルジョンおよびワックス−アスファルト・エマルジョンの種が市販されている。これらのエマルジョンのワックス部分は好ましくは、パラフィンまたは微結晶ワックスであるが、他のワックスを使用してもよい。アスファルトを使用した場合、一般に、環球法で求められる軟化点は約115°Fであるべきである。水性エマルジョン中のワックスおよびワックス−アスファルトの総量は一般に、約50wt.%から約60wt.%の水性エマルジョンを含んでいる。ワックス−アスファルト・エマルジョンの場合、アスファルトとワックスの重量比は通常、約1対1から約10対1まで変化する。米国特許第3,935,021号で報告されているようにワックス−アスファルト・エマルジョンを生成する様々な方法が既知である。本明細書に記載されている石膏組成に用いることのできる市販のワックスエマルジョンおよびワックス−アスファルト・エマルジョンは、United States Gypsum Co. （Wax Emulsion）、Monsey Products（No. 52 Emulsion）、Douglas Oil Co. （Docal No. 1034）、Conoco（No. 7131およびGypseal II）、およびMonsey-Bakor（Aqualite 70）から販売されている。石膏コアに耐水性を与えるのに用いられるワックスエマルジョンまたはワックス−アスファルト・エマルジョンの量は、凝結した石膏コアを作るための組成の原料の総重量に基づいて約3wt.%から約10wt.%の範囲、好ましくは約5wt.%から約7wt.%の範囲であってよい。この原料は、ワックスエマルジョン水またはワックス−アスファルト・エマルジョン水を含むが、水性スラリを形成するための石膏組成に添加される追加的な量の水を含まない。
【００１６】
材料、すなわち、たとえば、ポリ（ビニルアルコール）、シリコン酸塩、前述の種類のワックスエマルジョンおよびワックス−アスファルト・エマルジョンのうちの1つまたは複数の混合物を用いて、前述の米国特許第3935021号に記載されたような石膏製品の耐水性を向上させることができる。ポリ（ビニルアルコール）の原料は好ましくは、実質的に完全に加水分解された形態のポリ（酢酸ビニル）、すなわち、約97%から100%の加水分解されたポリ酢酸ビニルである。ポリ（ビニルアルコール）は、冷水不溶性性であり、高温、たとえば約140°Fから約250°Fの温度の湯に溶解する。一般に、約20℃のポリ（ビニルアルコール）の4wt.%水溶液の、Hoeppler落下球法によって求められる粘度は約25cpから70cpである。石膏コアに用いられるポリ（ビニルアルコール）は、E.I. du Pont de Nemours and Companyなどから商標「Elvanol」で市販されており、すでにMonsanto Co.,から商標「Gelvatol」で市販されている。このような従来利用可能な製品の例としてElvanol, Grades 71-30、72-60、および70-05、ならびにGelvatol, Grades 1-90、3-91、1-60、および3-60が挙げられる。Air Products Corp.もWS-42という製品を販売している。ポリ（ビニルアルコール）の他の多数の市販の原料がある。
【００１７】
使用時には、使用されるポリ（ビニルアルコール）およびワックス−アスファルト・エマルジョンまたはワックスエマルジョンの量はそれぞれ、少なくとも約0.05wt.%および約2wt.%であるべきである。ポリ（ビニルアルコール）およびワックスエマルジョンまたはワックス−アスファルト・エマルジョンの好ましい量はそれぞれ、約0.15wt.%から約0.4wt.%および約3wt.%から約5wt.%である。シリコン酸塩は通常、約0.05%から約0.4%の量で使用され、約0.1%の量で使用されることが多い。特に明示しないかぎり、用語「wt.%」は、本明細書および特許請求の範囲において石膏コアに関連して使用されるとき、凝結した石膏コアを作るための組成の原料の総重量に基づく重量パーセントを意味する。この原料は、ワックスエマルジョン水またはワックス−アスファルト・エマルジョン水を含むが、水性スラリを形成するための石膏組成に添加される追加的な量の水を含まない。
【００１８】
石膏ベースのコアのコアに用いられる他の耐水性添加剤には、たとえば米国特許第3,455,710号、第3,623,895号、第4,136,687号、第4,447,498号、および第4,643,771号で引用されている種類のオルガノポリシロキサンがある。この種の材料内では、ポリ（メチル−水素−シロキサン）が特に好ましい。使用時には、オルガノポリシロキサンの量は少なくとも約0.2wt.%であるべきである。一態様では、好ましい量は約0.3wt%から約0.6wt%の範囲内である。上記で指摘したように、特定の耐水性添加剤の使用は選択的である。
【００１９】
通常、繊維状マットで覆われた石膏板のコアの密度は、1立方フィート当たり約40ポンドから約55ポンドであり、1立方フィート当たり約46ポンドから約50ポンドであることが多い。もちろん、必要に応じて、より高い密度とより低い密度の両方を有するコアを特定の用途に用いることができる。所定の密度のコアの製造は、たとえば、適切な量のフォーム（セッケン）を、成形によってコアを形成するための水性石膏スラリに導入することにより、既知の技術を用いることによって行うことができる。
【００２０】
本発明によれば、図2に示されているように、石膏板10のコア12の一面は、繊維状マット24で覆われている。繊維状マットをコーティングして耐水性を有し（好ましくは）基本的に水を透過させないようにすることができる（かつそうすることが好ましい）。しかし、このようなコーティングは、石膏コアを作るための水性石膏スラリ中の水を人造壁板の製造時に蒸気状態で蒸発させるのに十分な多孔性を有するべきである。コーティングされたマットは、事前に作製し、人造壁板の組立て時に使用することができ、人造壁板の組立て後にコーティングしても、組立ての前後にコーティングしてもよい。可能なコーティングの非排他的な例は、どちらも参照として本明細書に組み入れられる米国特許第5,112,678号と、「マットで覆われた石膏板（Mat-Faced Gypsum Board）」という名称の米国特許出願第09/837226号とに記載されている。以下に詳しく説明するように、人造壁板は、余分な水を含む水性石膏スラリを形成し、石膏スラリを、コーティングされているかまたはコーティングされていない繊維状マットの水平方向に向けられた移動するウェブ上に配置することによって効率的に製造することができる。次いで、水平方向に向けられた別の紙の移動するウェブが水性石膏スラリの上部自由表面上に配置される。初期水和の後、最終的に加熱の助けを得て、焼き石膏が水和され凝結する際に余分な水がマットおよび紙から蒸発する。
【００２１】
繊維状マットは、石膏人造壁板のコアを含む凝結した石膏を用いて強度の高い結合部を形成することのできる材料を含む。このような材料の例には、（1）ガラス繊維などの鉱物型材料、（2）合成樹脂繊維、および（3）そのような繊維の混合物が含まれる。ガラス繊維マット、特に人造壁板製造の前にコーティングされるガラス繊維マットが好ましい。マットは、連続的なまたは離散したストランドまたは繊維を含んでよく、織物であっても不織布であってもよい。切られたストランドおよび連続的なストランドから作られるような不織布マットは、満足行くように使用することができ、織物材料よりもコストが安い。このようなマットのストランドは通常、互いに結合され、適切な接着剤によって単体構造を形成する。繊維マットは厚さがたとえば約10ミルから約40ミルの範囲であってよく、一般に約15ミルから約35ミルのマット厚さが適している。前述の繊維状マットは既知であり、多数の形態で市販されている。
【００２２】
他の適切な繊維状マットは、ランダム・パターンで配向させられ樹脂結合剤、通常尿−ホルムアルデヒド樹脂接着剤によって互いに結合された切られた不織布ガラス繊維フィラメントを含むガラス繊維マットである。この種のガラス繊維マットは市販されており、たとえば、Manville Building Materials Corporationから商標DURA-GLASSで市販されているガラス繊維マットや、Elk CorporationからBURまたはシングル・マットとして販売されているガラス繊維マットがある。構造建築用途で有用な石膏板を製造するためにコーティングされたマットを作製するうえで有用なこのようなマットの一例は、公称厚さが33ミルであり、直径が約13ミクロンから16ミクロンのガラス繊維を組み込んでいる。ある種の構造用途はこれよりも厚いマットおよびより厚い繊維を利用しているが、ガラス繊維マットの公称厚さは20ミルであり、直径が10ミクロンのガラス繊維を含んでおり、本発明に用いるのにも適している。本発明に用いるのに適しているマットは、通常マット表面積1000平方フィート当たり約10ポンドから30ポンドの基本重量を有する。
【００２３】
通常、本発明に用いられるガラス繊維マットは、長網抄紙機によって、任意の加工可能な幅を有する連続的な不織物ウェブに湿式形成される。好ましくは、数線形フィートの、非常に希薄なストックが敷設された部分と、その後に続く、数線形フィートの、高真空によって水が除去された部分を有する上方に傾いたワイヤが使用される。この後に、ガラス繊維結合剤を塗布する「カーテン・コータ」と、余分な水を除去し接着剤を硬化してマット構造を形成する炉が続く。
【００２４】
好ましくは、本発明によって使用される繊維状マットは、コーティングされたガラス繊維マットであり、好ましくは外側表面が、主として鉱物顔料（顔料フィルタ材料）と無機結合剤とラテックス・ポリマー結合剤の混合物を含むコーティングでコーティングされるコーティングされたマットである。特に、好ましいコーティングは、鉱物顔料とポリマー・ラテックス接着剤の第1の結合剤と無機接着剤の第2の結合剤とのの乾燥した（または硬化した）水性混合物を含む。乾燥重量基準では、第1のポリマー・ラテックス結合剤は一般に、コーティングの約5.0wt.%以下を構成し、第2の無機結合剤は一般に、乾燥した（硬化）コーティングの総重量の少なくとも約0.5%のを構成する。
【００２５】
適切な鉱物顔料は、好ましいコーティング組成の主要成分を含む。好ましいコーティングされたマットを作製するのに適した鉱物顔料の例には、石灰（炭酸カルシウム）、粘度、砂、雲母、タルク、石膏（脱水硫酸カルシウム）、三水和アルミニウム（ATH）、酸化アンチモニー、あるいはこれらの物質のうちの任意の2つ以上の組合せが含まれるが、これらに限らない。鉱物顔料は通常、微粒子形態で与えられる。顔料は、本発明に用いられるコーティングされたマットを作製するうえで効果的な鉱物顔料となるために、顔料粒子の少なくとも約95%が325メッシュ・ワイヤ・スクリーンを通過するような流径を有するべきである。このような材料はまとめてかつ個別に鉱物顔料または「充填剤」呼ばれる。
【００２６】
第2の結合剤は好ましくは、酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、オキシ塩化マグネシウム、オキシ硫化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの無機化合物を含む。他の態様では、第2の結合剤は、鉱物顔料が三水和アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化マグネシウム、またはある種の粘度および砂を含む場合と同様に、鉱物顔料成分中の固有の成分として含められる。
【００２７】
複合無機結合剤の一例として、様々なケイ酸カルシウム−ケイ酸アルミニウムの混合物である一般的なポルトランド・セメントが挙げられる。しかし、ポルトランド・セメントは水和によって硬化され、それによって短い有効寿命を有するコーティング混合物を生成することができる。さらに、マグネシウムのオキシ塩化物とオキシ硫化物はどちらも、水和によって硬化される複合無機結合剤である。このような無機接着結合剤を用いて生成されたコーティング組成は迅速に使用しなければならず、または水性コーティング組成を含むタンクを短時間で準備することができる。
【００２８】
マグネシウムのオキシ塩化物またはオキシ硫化物、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウムは、非常にわずかにのみ水に溶解する、本発明の有用な無機接着結合材である。ケイ酸ナトリウムのような水に高速に溶解する無機接着結合剤は、高温および／または高湿の周囲条件に長期間さらされることが予想されるコーティングに使用することはできない。適切なコーティングされたマットを作製するための1つの好ましい無機接着結合剤は生石灰（CaO）である。生石灰は、コーティング混合物に水和しないが、空気中の二酸化炭素を用いて徐々に石灰石に転換されることによって硬化される。生石灰は水に溶解しない。
【００２９】
ある種の自然に発生する無機接着結合剤を本来含む充填剤材料を用いて、好ましいコーティングされたマットを作製することができる。いくつかが自然に発生する結合剤と一緒にリストされているこのような充填剤の例には以下のものが含まれる（しかし、これらに限らない）。生石灰（CaO）を含む石灰石、ケイ酸カルシウムを含む粘土、ケイ酸カルシウムを含む砂、水酸化アルミニウムを含む三水和アルミニウム、セメント質フライ・アッシュ、マグネシウムの硫化物または塩化物あるいはその両方を含む酸化マグネシウム。石膏は、その水和レベルに応じて、鉱物顔料と無機接着結合剤の両方であってよいが、水にわずかにのみ溶解し、固体形態は結晶質であり、結合剤としてはもろくかつ弱くなる。その結果、石膏は一般に、無機接着結合剤として使用するのには好ましくない。
【００３０】
本来無機接着結合剤を成分として含み、水和によって硬化される充填剤は、有利なことに、火炎抑制剤としても働く。一例として、三水和アルミニウム（ATH）、硫酸カルシウム（石膏）、ならびにマグネシウムのオキシ酸化物およびオキシ硫化物はすべて、その分子構造に結合された水の分子を保持している。この水は、結晶化水または水和水と呼ばれ、十分な加熱時に放出され、実際に火炎を抑制する。
【００３１】
上記のパラグラフに記載された無機鉱物顔料の特性を有するような低コストの無機鉱物顔料は、コーティング混合物に対して3つの重要な寄与を施し、すなわち、充填剤、結合剤、および火炎抑制剤として働く。
【００３２】
無機結合剤と一緒に使用されるポリマー・ラテックス結合剤の例には、スチレン−ブタジエン−ゴム（SBR）、スチレン−ブタジエン−スチレン（SBS）、エチレン−塩化ビニル（EVCl）、ポリ−塩化ビニリデン（PVdC）、改質されたポリ−塩化ビニル（PVC）、ポリ−ビニル−アルコール（PVOH）、エチレン−酢酸ビニル（EVA）、およびポリ−酢酸ビニル（PVA）が含まれるが、これらに限らない。アスファルトは一般に、本発明で有用なコーティングされたマットを作製する際に結合材として使用されることはない。
【００３３】
好ましいコーティング中の鉱物顔料とポリマー・ラテックス接着剤の重量比は、一般に15:1を超え、場合によっては20:1を超える。
【００３４】
したがって、本発明に有用なコーティングされたマットを作成するのに適したコーティング組成は、乾燥重量基準で、約75%から98%の鉱物顔料、多くの場合約85%から95%の鉱物顔料と、約0.5%から20%の無機接着剤、多くの場合約0.5%から10%の無機接着剤と、約0.1%から5%のポリマー・ラテックス接着剤、多くの場合約1%から5%のポリマー・ラテックス接着剤とを含んでよい。
【００３５】
コーティングされたマットがコーティングされたマットで覆われた石膏板を作製する際に最も有用なものとするには、コーティングされたマットが、それを連続シートのロールとして巻き取るのに十分な可とう性を有することが好ましい。その結果、コーティングされたマットは、曲げられたときに割れるほど剛性でありかつもろくてはならない。この目的を実現するには、マット・コーティングの無機接着結合剤含有量は一般に、コーティングの総乾燥重量の約20wt.%を超えてはならず、通常10%未満であるべきであるようである。同様に、ポリマー・ラテックス結合剤は、コストのためと、コーティングの可燃性を制限する必要があるために、実際的な上限を有する。コーティングの総乾燥重量において、ラテックスは約5.0%以下である必要があるようである（乾燥重量基準）。本発明のコーティングされたマットで覆われた石膏板を作製するのに適したコーティングされたガラス繊維のロールが、Atlas Roofing CorporationからCoated Glass Fiber（CGF）として得られる。
【００３６】
水性コーティング組成を基板に塗布するのに適した任意の方法を用いて、コーティングされたマットを作製することができる。コーティング組成は、任意の適切な手段、たとえば、スプレー、ブラシ、カーテン・コーティング、およびローラ・コーティングによって繊維状マットに塗布することができる。これらの手段のうちでローラ・コーティングが好ましい。
【００３７】
繊維状マットの表面に施されるコーティングの量は、コーティングから突き出る繊維が実質的にない程度に、マットの表面を完全にコーティングに埋め込むのに十分な量であるべきである。必要なコーティングの量は、マットの厚さに依存する。コーティングが施される繊維状マット基板の凹凸性のためコーティングの厚さを測定するのは困難である。おおざっぱに言えば、コーティングの厚さは少なくとも約10ミルであるべきであるが、ガラス・マットが比較的薄く、コーティングが効率的に乾燥されるとき、4ミル程度の薄さのコーティングで十分である。一般に、厚さは約30ミルを超える必要はない。
【００３８】
本発明に用いられるコーティングされたガラス繊維マットは、上述の固体成分を含む水性コーティング組成を、乾燥重量基準で、マット1000平方フィート当たり少なくとも約50ポンドと同等であり、より通常は約60ポンドから120ポンドの間である繊維マットに塗布することによって作製することができる。通常、乾燥コーティングは、ガラス繊維マットの厚さに応じて、マット1000平方フィート当たり少なくとも約60ポンド、ほとんどの場合、約80ポンドから100ポンドと同等の量内に含まれる。（約16ミクロンの繊維を用いて作られた）公称厚さが33ミルのガラス繊維マットを用いる場合、乾燥時のコーティングの量は、マット表面積1000平方フィート当たり少なくとも約50ポンドと同等であり、好ましくは約100ポンドと同等であるべきであり、（約10ミクロンの繊維を用いて作られた）公称厚さが20ミルのガラス繊維マットを用いる場合、使用するコーティングの量はより少なくてよい。任意の特定の場合にこれよりも多いかまたは少ない量のコーティングを用いることができるが、たいていの用途では、コーティングの量はマット1000平方フィート当たり約50ポンドから約120ポンドの範囲である（乾燥基準）。特に好ましい形態では、33ミル・マットに施される場合、乾燥コーティングの重量は人造壁板1000平方フィート当たり約60ポンドから約80ポンドまたは約100ポンドであるべきであり、20ミル・マットに施される場合、乾燥コーティングの重量は人造壁板1000平方フィート当たり約80ポンドであってよい。
【００３９】
水性コーティング組成をマットに塗布した後、通常加熱によって組成が乾燥（硬化）され、コーティングされたマットが形成される。これらの教示によって作られたコーティングされたマットは、液体不浸透性であるが、水蒸気は透過させる。
【００４０】
本発明の他の態様では、繊維状マットは、上述のコーティングの代わりにまたは上述のコーティングに加えて、米国特許第5,397,631号に記載された種類の耐水性コーティングされたマットを備えてよい。米国特許第5,397,631号の開示は参照として本明細書に組み入れられる。このコーティングは、繊維状マットが、凝結した石膏コアに結合される前またはその後に、コーティングされていない繊維状マットまたはコーティングされている繊維状マットの表面上に、約15wt.%から約35wt.%の樹脂固形物と、約20wt.%から約65wt.%の充填剤と、約15wt.%から約45wt.%の水とを含む水性コーティング組成として塗布することができる。コーティング組成に用いるのに適した1つの樹脂はすでに、Unocal Chemicals Division of Unocal Corporationからmark 76RES1018として、ラテックスの形で販売されている。このラテックスのpHおよび固形物含有量はそれぞれ、7.5〜9.0および50%である。樹脂は、比較的低い膜形成温度（20℃）および22℃のガラス転移温度Tgを有するスチレン−アクリル・コポリマーである。樹脂で形成されたコーティングは、約300°Fから400°F（150℃から205℃）の範囲内の温度で効果的に乾燥させることができる。コーティング用の他の適切な樹脂はポリ（ビニリデン）コポリマーである。本発明のこの態様に用いるのに適した他の適切な補強樹脂結合剤も、Unocal Chemicals Division of Unocal Corporationからmark 76RES2302として、ラテックスの形で販売されている。このラテックスのpHおよび固形物含有量はそれぞれ、3.5および45%である。樹脂は、約33℃のTgを有する自己架橋酢酸ビニル−アクリル・コポリマーである。当業者には他の適切な樹脂が明らかになろう。水性コーティング組成を生成する際に使用できる充填剤の例には、ケイ酸塩、シリカ、石膏、炭酸カルシウムがあり、炭酸カルシウムが特に好ましい。ラテックス塗料組成に一般に用いられている種類の他の従来の添加剤をこのコーティング組成に添加することもできる。一般に、このような添加剤の総量は約1wt.%から約5wt.%の範囲内である。そのような添加剤の例には、顔料、増粘剤、脱泡剤、分散剤、および防腐剤が含まれる。
【００４１】
本発明に用いられる繊維状マットをコーティングするための他の組成は当業者に明らかであり、本発明は任意の特定のコーティングされたマットに限らない。
【００４２】
紙16は好ましくは、人造壁板製品の面シートに一般に用いられている種類の紙である。このような紙製品は当業者に公知である。好ましくは、紙16は、硬質内添サイズ（100%貫通）が1000から3500、坪量が1000平方フィート当たり約54ポンドから56ポンド、全体的な厚さが約0.013インチ、引張り強度が約70ポンド／インチ（機械方向）および約23ポンド／インチ（横方向）、頂部ライナCobb表面濡れが約1.00gから約1.50g、底部ライナCobbコブ表面濡れが約0.50gから約1.50g、多孔度が約15度から約150度であるアイボリー紙である。
【００４３】
図3は、本発明による石膏人造壁板を作製する製造ラインの一部の概略図である。従来のように、石膏コアを形成するための乾燥原料同士が事前に混合され、次いで一般にピン・ミキサと呼ばれている種類のミキサ（図示せず）に送られる。水、およびコアを作る際に用いられる、セッケンのような他の液体成分が、計量されてピン・ミキサに入れられ、そこで所望の乾燥原料と組み合わされ、水性石膏スラリ41が形成され、水性石膏スラリ41はピン・ミキサの排出導管40から現れる。一般に、結果として得られるコアの密度を調節するためにピン・ミキサ内のスラリにフォーム（セッケン）が添加される。スラリは、排出導管40の1つまたは複数の出口を通して繊維状マット材料24（好ましくは事前にコーティングされたガラス・マット）の水平方向に移動する連続的なウェブ上に堆積させられる。堆積させる量は、当技術分野で知られているように調節することができる。マット材料24はロール（図示せず）から送られ、コーティングされる場合はコーティングされる側を下にして送られる。石膏スラリ41を受け取る前に、マット材料のウェブ24がローラ（図示せず）によって平らにされ、1つまたは複数のスコアリング装置（図示せず）によって刻み目が付けられる。刻み目を付けることによって、後述のように、マット材料の各辺を上向きに折り畳むことができる。マット材料24および堆積させた石膏スラリ41は、矢印Bの方向に移動する。マットの移動するウェブ24は、組立て中の人造壁板の第2の表面材シートを形成し、スラリは少なくとも部分的に（好ましくは、部分的にのみ）マットの厚さを貫通し硬化する。凝結時に、凝結した石膏とマットとの間に強度の高い粘着性の結合部が形成される。スラリの部分的な貫通は、たとえば、スラリの粘度を調節することや、マット材料に様々なコーティングを施すことのような、当技術分野で知られている方法によって調節することができる。
【００４４】
石膏スラリ41がマット材料のウェブ24上に堆積させられた後、このウェブの縁部が、形成中の人造壁板の縁部の周りに（当業者に公知の機器を用いて）漸進的に折り畳まれ、スラリの上部表面の各辺に沿って終わる。紙のウェブ22は、ロール（図示せず）から矢印Cの方向に送られ、石膏スラリ41の上部表面に貼り付けられ、通常、マット材料の（底部）ウェブ24の折り畳まれた縁部とわずかにのみ重なり合う。紙の（頂部）ウェブ22を石膏スラリの上部表面に貼り付ける前に、紙ウェブに、紙の、折り畳まれたマット縁部に重なり合いかつ接触する部分に沿って、接着剤が塗布される（接着剤を塗布する様子は示されていない）。本発明は、使用される接着剤の種類によって制限されないが、好ましくは非デンプン・ベースの接着剤が使用される。1つの適切な接着剤は、ポリ（ビニルアルコール）ラテックス接着剤である。酢酸ビニルポリマー、特にポリビニルアルコールを形成するように加水分解された酢酸ビニルをベースとする接着剤が、白接着剤として広く市販されている。紙の（頂部）ウェブ22が貼り付けられた後、「サンドイッチ状の」マット材料ウェブ、石膏スラリ、および紙材料がプレート50とプレート52の間に所望の人造壁板厚さになるように押し込まれる。または、ローラまたは他の方法によって、ウェブとスラリーを所望の厚さになるように押し付けることができる。次いで、スラリと貼り付けられた表面材の連続的なサンドイッチが、コンベア54によって矢印Dの方向に運ばれる。スラリ41は運ばれる際に凝結する。
【００４５】
発明の背景で説明したように、屋内人造壁板を作製する従来の方法では、形成中の人造壁板が製造ラインに沿って移動する際に人造壁板の底部表面上に形作られた領域が形成される。本発明の他の局面では、従来の慣習とは異なり、形作られた領域は、形成中の人造壁板の頂部表面上に形成される。プレート50、52（または適切な人造壁板厚さを形成する他の方法）を通過した後、一連の傾斜した詰め木、ローラ、または他の形成装置が、凝結中の人造壁板の上部表面の縁側部に沿って所望の形作られた領域を形成する。
【００４６】
図4は、図3に示されている製造ラインの別の部分の概略平面図であり、そのような詰め木のある配置を示している。特に、図4は、製造ラインの、プレート50および52のすぐ下流側の部分を示している。ライン59は、上部表面上に配置された紙22の縁部を表している。点線60は、石膏スラリの縁部を覆い、かつ紙22で覆われているマット材料24の縁部の末端を表している。大きな想像線矢印「A」は走行方向を示している。第1組の詰め木62は最初、上部表面に押し込まれることによって形成中の人造壁板の縁部に形作られた領域を形成する。点線63は、形作られた領域の境界を示している。
【００４７】
図5は、人造壁板の1つの辺に形作られた領域20を形成する初期詰め木62の1つを断面図で示している。図5は、斜面またはテーパーを形成するのに用いることのできる詰め木を示しているが、当業者には、他の適切な形状（たとえば、丸い縁部やその他の方法で曲げられた縁部、それぞれの異なる寸法を有する斜面やテーパー）も可能であることが理解されよう。詰め木62は可動コンベア54の上方に懸垂されている。詰め木62は、所望の形状に対応する、水平に対する角度を形成する傾斜した部分65を有している。形成中の人造壁板が詰め木62に接近する際、石膏スラリは完全には凝結しておらず、依然として形作ることができる。形成中の人造壁板の上部表面の縁側部が詰め木62の下向きに突き出る部分65の下を通過する際、縁部の近くの、形成中の人造壁板の上部表面は、詰め木形状に整合し、それによって人造壁板面に所望の形状が作製される。詰め木62はさらに縁蹄鉄部63を有している。縁蹄鉄部63は、形作られた領域20の形成時に垂直縁部16を維持する。
【００４８】
後続の詰め木対は、より平滑な棒のような、製造ライン上の既存の構造に組み込むことができる。より平滑な棒は通常、形成中の人造壁板が搬送される経路に沿った様々な位置に位置し、上部表面の平面形状を維持する働きをする。図4に示されているように、第2対の詰め木68は、第1のより平滑な棒80に取り付けられており、形成中の人造壁板の辺に上部表面の平面形状を維持する働きをする。より平滑な棒80には、詰め木68の外側で一対の縁蹄鉄70も取り付けられている。スラリの性質および堅さのために、一般に、形成中の人造壁板（またはその縁部16）に形成された形状20に対して一定の下向きの圧力を維持する必要はない。その代わり、縁部に沿って間隔を置いて配置された一連の詰め木（またはローラあるいは他の同等の装置）および／または縁蹄鉄は、スラリが完全に凝結する間、所望の形状を維持する働きをする。形作られた部分が詰め木対同士の間で所望の形状の一部を失う程度に、後続の詰め木は、形成中の人造壁板に形状を「思い出させ」、必要に応じて形状を調整する。
【００４９】
図6は、第2対の詰め木の詰め木68の一方を断面図で示している。詰め木68は平滑化棒80に取り付けられている。詰め木68は、一般に、詰め木62で形成される形作られた領域20の形状に概ね対応する傾斜した部分72を含んでいる。傾斜した部分72は2つの連結ブロック74を有しており、一方の連結ブロック74（図示せず）は、詰め木68が取り付けられている連結バー80の上流側に位置し、他方の連結ブロック74は、詰め木68が取り付けられている連結バー80の下流側に位置している（図示あり）。キャップ部材76が、2つの連結ブロックにまたがり、ボルト75（1つのみが示されている）によって各連結ブロックにボルト留めされている。詰め木68は、キャップ部材76によってより平滑な棒80上にしっかりと「クランプ留め」する必要はない。詰め木68は、より平滑な棒80に沿って滑ることができるが、大きなOリング、ゴムバンド、またはキャップ部材76とより平滑な棒80との滑り摩擦を大きくするようにキャップ部材76の周りを覆う他の材料（図示せず）によって所定の位置に保持することができる。縁蹄鉄70も、より平滑な棒80に取り付けられ、可動コンベア54上に懸垂されている。縁蹄鉄70は、凝結中の人造壁板の垂直縁部16を維持する。
【００５０】
一態様では、約2.5インチ（約6.35cm）の幅wおよび約0.075インチ（約1.91mm）の高さhを有する図2に示されている例示的なテーパーを形成するために、6本のより平滑な棒の各々に一対の詰め木68（および縁蹄鉄70）、すなわち、合計で7つの詰め木対（一対の初期詰め木62を含む）が取り付けられている。この態様では、形成中の人造壁板に接触する、各初期詰め木62の傾斜した部分65の底部表面は、幅が約2 1/4インチであり、長さが約4インチである。同様に、形成中の人造壁板に接触する後続の各詰め木68の含まれた部分の面積は、幅が約2 1/4インチであり、長さが約4 3/8インチである。
【００５１】
図5および6は、形成中の人造壁板の横方向の一方の辺のみを示している。しかし、形成中の人造壁板の横方向の他方の辺上の詰め木が、実質的に同様であるが逆向きに傾斜または湾曲した（あるいは他の形状を有する）部分であることが理解されよう。詰め木の特定の構造と、詰め木の数およびその配置は、例示的なものに過ぎない。各詰め木が所望の形状に概ね対応し、移動中の人造壁板に接触する詰め木表面が、表面材をひっかけるかまたは他の点で傷つけるの避けるのに十分な程度に平滑であり、スラリが硬化する間所望の形状を維持するのに十分な詰め木表面があるだけでよい。他の詰め木構成も本発明の範囲内であり、既存の製造ラインに組み込めるように構成することができる。たとえば、より平滑な棒（より平滑な棒80など）の数が少ない（またはより平滑な棒がまったくない）場合、他の取付け方法も本発明の範囲内である。このような代替態様は、本明細書の開示と一緒に与えられれば当業者の能力の範囲内である。他の態様として、詰め木の代わりに（または詰め木と組み合わせて）一連のローラを利用することができる。ライン速度のような他の製造工程変数が、本発明の詰め木またはローラの存在の影響を受けてはならない。
【００５２】
人造壁板は、形成され十分に凝結した後、通常、所望の長さに切断され乾燥させられる。形成工程中には人造壁板の内側の／露出された面（すなわち、紙22で覆われた面）が上になるので、本発明は、乾燥時に人造壁板をひっくり返す必要がないという他の利点をもたらす。従来の製造方法では、形成工程中に、形作られる内側の面は製造ライン上の人造壁板の底部表面である。この表面の品質が乾燥時に劣化するのを妨げるために、人造壁板は乾燥の前にひっくり返される。本発明では、形作られた領域を頂部表面上に作製するため、これはもはや必要とされない。
【００５３】
従来の連続的な石膏板製造に通常用いられる工業乾燥条件を本発明による人造壁板の製造に使用することもできる。ただしそれによって本発明が制限されるわけではない。例示的な乾燥条件には、1分当たり約70線形フィートから約600線形フィートのライン速度での、約200°Fから約600°Fの温度と、約30分から約60分の乾燥時間が含まれる。人造壁板の初期作製の後、別々の耐水性（または他の）コーティングを一方または両方の面に施すことができる。
【００５４】
上述のように、紙表面材およびガラス・マット表面材は一般に、人造壁板の形成、凝結、および乾燥時にそれぞれの異なる量の応力を発生させる。このような非対称的な応力は、完成した人造壁板に反りを生じさせることが予想される。意外なことに、本発明によって作製された人造壁板は、最小限の反りしか示さず、自動化処理中に反りが生じても人造壁板に損傷を与えることはない。
【００５５】
本発明をその特定の態様に関して説明したが、上述の説明および例が本発明の範囲を例示するものであり、制限するものではないことが理解されよう。本発明が関係する当業者には、他の局面、利点、および修正が明らかになろう。これらの局面および修正は、添付の特許請求の範囲によってのみ制限される本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】形作られた領域を一方の面上に有する従来の石膏人造壁板の概略断面図である。
【図１Ｂ】形作られた領域を一方の面上に有する人造壁板を製造する既存の方法の概略断面図である。
【図２】本発明による人造壁板の概略断面図である。
【図３】人造壁板製造ラインの一部の部分概略図である。
【図４】図3の製造ラインの他の部分の部分概略平面図である。
【図５】図4の線5-5に沿った部分概略断面図である。
【図６】図4の線6-6に沿った部分概略断面図である。
【図１Ａ】
2005524555.tif 000003
【図１Ｂ】
2005524555.tif 000004
【図２】
2005524555.tif 000005
【図３】
2005524555.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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