(57)【要約】  コーティングされた不織ガラス繊維マットの化粧張り用材料を有するとともにレベル４の仕上げに適した石膏壁板において、該ガラス繊維マットは、繊維直径が約８乃至１１ミクロンであり、かつ繊維長さが０．６４ｃｍ乃至１．９０ｃｍの長さ、好ましくは約０．６４ｃｍ乃至１．２７ｃｍの長さであり、かつ３９．０６乃至１０７．４ｇ／ｍ２の基準重量を好ましくは有する繊維から大部分が構成され、該不織ガラス繊維の繊維はアクリル酸接着結合剤で共に結合され、該不織ガラスマットは、（ｉ）鉱物性顔料と（ｉｉ）ポリマーラテックス接着結合剤と選択的に（ｉｉｉ）無機接着結合剤とからなる乾燥水性混合物のコーティングを有し、それによりコーティングされた不織ガラス繊維マット化粧張り用材料は、壁板の製造時に石膏芯から該コーティングされたマットを介して水分が蒸発可能である空隙率を有する。
2007508484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏壁板であって、
平坦な第一の面と平坦な第二の面とを有する石膏芯と、
前記平坦な第一の面及び前記平坦な第二の面の少なくとも一方に取り付けられ、かつ該面を覆うコーティングされた不織ガラス繊維マット化粧張り用材料であって、レベル４の仕上げに適した該化粧張り用材料と、からなり、
前記不織ガラス繊維マット化粧張り用材料は、約８乃至約１１ミクロンの繊維径を有するとともに０．６４ｃｍ乃至１．９０ｃｍの繊維長さを有する多くのガラス繊維を含み、該不織ガラス繊維マット化粧張り用材料のガラス繊維はアクリル酸接着結合剤からなる接着結合剤で共に結合され、かつ
前記不織ガラス繊維マット化粧張り用材料は、（ｉ）鉱物性顔料と（ｉｉ）ポリマー接着結合剤と選択的に（ｉｉｉ）無機接着結合剤とからなる乾燥水性混合物を含むコーティングを前記不織ガラスマット化粧張り用材料のフリーな面上に備える、石膏壁板。
【請求項２】
石膏壁板であって、
平坦な第一の面と平坦な第二の面とを有する石膏芯と、
前記平坦な第一の面及び前記平坦な第二の面の少なくとも一方に取り付けられ、かつ該面を覆うコーティングされた不織ガラス繊維マット化粧張り用材料であって、レベル４の仕上げに適した該化粧張り用材料と、からなり、
前記不織ガラス繊維マット化粧張り用材料は、約８乃至約１１ミクロンの繊維径を有するとともに０．６４ｃｍ乃至１．９０ｃｍの繊維長さを有する多くのガラス繊維を含み、該不織ガラス繊維マット化粧張り用材料のガラス繊維はアクリル酸接着結合剤からなる接着結合剤で共に結合され、かつ
前記不織ガラス繊維マット化粧張り用材料は、（ｉ）鉱物性顔料と（ｉｉ）ポリマー接着結合剤と選択的に（ｉｉｉ）無機接着結合剤とからなる乾燥水性混合物を含むコーティングを前記不織ガラスマット化粧張り用材料のフリーな面上に備え、かつ前記石膏芯は前記芯の耐水特性を改善するのに十分な量の耐水性添加物を含む、石膏壁板。
【請求項３】
前記耐水性添加物は、ロウ乳剤、有機ポリシロキサン及びシリコネートのうちの少なくとも一つを含む請求項２に記載の石膏壁板。
【請求項４】
前記石膏芯は防カビ剤を更に含む請求項３に記載の石膏壁板。
【請求項５】
石膏壁板であって、
平坦な第一の面と平坦な第二の面とを有する石膏芯と、
前記平坦な第一の面及び前記平坦な第二の面の少なくとも一方に取り付けられ、かつ該面を覆うコーティングされた不織ガラス繊維マット化粧張り用材料であって、レベル４の仕上げに適した該化粧張り用材料と、からなり、
前記不織ガラス繊維マット化粧張り用材料はガラス繊維からなり、前記ガラス繊維の少なくとも７５重量％は約８乃至約１１ミクロンの繊維径を有し、かつ該ガラス繊維の少なくとも７５重量％は０．６４ｃｍ乃至１．９０ｃｍの繊維長さを有し、該不織ガラス繊維マット化粧張り用材料のガラス繊維はアクリル酸接着結合剤からなる接着結合剤で共に結合され、かつ
前記不織ガラス繊維マットは、（ｉ）鉱物性顔料と（ｉｉ）ポリマー接着結合剤と選択的に（ｉｉｉ）無機接着結合剤とからなる乾燥水性混合物を含むコーティングを前記不織ガラスマット化粧張り用材料のフリーな面上に備え、かつ前記コーティングされた不織ガラス繊維マット化粧張り用材料は壁板の製造時に石膏芯から該コーティングされたマットを介して水分が蒸発可能な石膏壁板。
【請求項６】
前記不織ガラス繊維マット化粧張り用材料は、３９．０６乃至１０７．４ｇ／ｍ２の基準重量を有する請求項１に記載の石膏壁板。
【請求項７】
前記不織ガラス繊維マット化粧張り用材料は、３９．０６乃至１０７．４ｇ／ｍ２の基準重量を有する請求項２に記載の石膏壁板。
【請求項８】
前記不織ガラス繊維マット化粧張り用材料は、３９．０６乃至１０７．４ｇ／ｍ２の基準重量を有する請求項５に記載の石膏壁板。
【請求項９】
前記不織ガラス繊維マット化粧張り用材料は、４８．８３乃至９７．６５ｇ／ｍ２の基準重量を有する請求項１に記載の石膏壁板。
【請求項１０】
前記不織ガラス繊維マット化粧張り用材料は、４８．８３乃至９７．６５ｇ／ｍ２の基準重量を有する請求項２に記載の石膏壁板。
【請求項１１】
前記不織ガラス繊維マット化粧張り用材料は、３９．０６乃至１０７．４ｇ／ｍ２の基準重量を有する請求項５に記載の石膏壁板。
【請求項１２】
石膏壁板であって、
平坦な第一の面と平坦な第二の面とを有する石膏芯と、
前記平坦な第一の面及び前記平坦な第二の面の少なくとも一方に取り付けられ、かつ該面を覆うコーティングされた不織ガラス繊維マット化粧張り用材料であって、レベル４の仕上げに適した該化粧張り用材料と、からなり、
前記不織ガラス繊維マット化粧張り用材料はガラス繊維からなり、前記ガラス繊維の少なくとも９０重量％は約１１ミクロンの繊維径を有し、かつ該ガラス繊維の少なくとも９０重量％は０．６４ｃｍ乃至１．９０ｃｍの繊維長さを有し、該不織ガラスマット化粧張り用材料のガラス繊維は少なくとも約９０重量％のアクリル酸接着結合剤からなる接着結合剤で共に結合され、かつ
前記不織ガラス繊維マットは、（ｉ）鉱物性顔料と（ｉｉ）ポリマー接着結合剤と選択的に（ｉｉｉ）無機接着結合剤とからなる乾燥水性混合物のコーティングを前記不織ガラスマット化粧張り用材料のフリーな面上に備える石膏壁板。
【請求項１３】
前記繊維マットの不織ガラス繊維は、０．６４ｃｍ乃至１．２７ｃｍの繊維長さを有する請求項１に記載の石膏壁板。
【請求項１４】
前記繊維マットの不織ガラス繊維は、０．６４ｃｍ乃至１．２７ｃｍの繊維長さを有する請求項２に記載の石膏壁板。
【請求項１５】
前記繊維マットの不織ガラス繊維は、０．６４ｃｍ乃至１．２７ｃｍの繊維長さを有する請求項５に記載の石膏壁板。
【請求項１６】
前記繊維マットの不織ガラス繊維は、０．６４ｃｍ乃至１．２７ｃｍの繊維長さを有する請求項１２に記載の石膏壁板。
【請求項１７】
前記アクリル酸接着結合剤は熱可塑性である請求項１に記載の石膏壁板。
【請求項１８】
前記アクリル酸接着結合剤は熱可塑性である請求項２に記載の石膏壁板。
【請求項１９】
前記アクリル酸接着結合剤は熱可塑性である請求項５に記載の石膏壁板。
【請求項２０】
前記アクリル酸接着結合剤は熱可塑性である請求項１２に記載の石膏壁板。
【請求項２１】
前記熱可塑性アクリル酸接着結合剤は少なくとも約２０℃であり、かつ約１１５℃を超えないガラス転移温度を有する請求項１７に記載の石膏壁板。
【請求項２２】
前記熱可塑性アクリル酸接着結合剤は少なくとも約３０℃であり、かつ約５５℃を超えないガラス転移温度を有する請求項１７に記載の石膏壁板。
【請求項２３】
前記熱可塑性アクリル酸接着結合剤は少なくとも約２０℃であり、かつ約１１５℃を超えないガラス転移温度を有する請求項１８に記載の石膏壁板。
【請求項２４】
前記熱可塑性アクリル酸接着結合剤は少なくとも約３０℃であり、かつ約５５℃を超えないガラス転移温度を有する請求項１８に記載の石膏壁板。
【請求項２５】
前記熱可塑性アクリル酸接着結合剤は少なくとも約２０℃であり、かつ約１１５℃を超えないガラス転移温度を有する請求項１９に記載の石膏壁板。
【請求項２６】
前記熱可塑性アクリル酸接着結合剤は少なくとも約３０℃であり、かつ約５５℃を超えないガラス転移温度を有する請求項１９に記載の石膏壁板。
【請求項２７】
前記熱可塑性アクリル酸接着結合剤は少なくとも約２０℃であり、かつ約１１５℃を超えないガラス転移温度を有する請求項２０に記載の石膏壁板。
【請求項２８】
前記熱可塑性アクリル酸接着結合剤は少なくとも約３０℃であり、かつ約５５℃を超えないガラス転移温度を有する請求項２０に記載の石膏壁板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維マットで化粧張りされた改良された石膏壁板に関する。より詳細には、本発明は、ガラス繊維マット、特に、室内における使用に適したコーティングされたガラスマットで被覆された石膏壁板に関する。本発明のガラスマットで化粧張りされた石膏板は、レベル４仕上げ（Ｌｅｖｅｌ  ４  ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ）（ＧＡ−２１４−９６）に適している。
【背景技術】
【０００２】
建築業では、居住用家屋、商業建築及びその他の建造物の建築において石膏壁板を広く使用しており、該壁板は複数層の紙から構成された化粧張り材料からなる二つのシート間に硬化石膏のコアを挟んだ状態にて構成されている。紙で化粧張りされた石膏壁板の使用は、建物の内側構造の仕上げにおける最も一般的な手段の一つになっている。シートロック又は乾式壁としても周知である紙で化粧張りされた石膏壁板は、１２０ｃｍ（４フィート）×２４０ｃｍ（８フィート）又は１２０ｃｍ（４フィート）×３６０ｃｍ（１２フィート）の平坦なシートであって、典型的には１．２７ｃｍ（１／２インチ）又は１．５９ｃｍ（５／８インチ）の厚みを有するシートから製造される（予め切断されている）。紙で化粧張りされた石膏壁板シートは、木製又は金属製の留め金具に掛けられ、室内の間仕切り、又は部屋、エレベータの昇降路、階段の吹き抜け、天井等の壁部を形成する。
【０００３】
従来の紙で化粧張りされた石膏壁板は典型的にはスタッコのスラリー（焼き石膏スラリー）から製造され、該スラリーは複数層からなる紙製化粧張り材（ｆａｃｅｒ）の二つの層の間に配置され、硬化される。典型的な紙で化粧張りされた石膏壁板において、複数層の紙製化粧張り材の二つの層はスラリーを保持／抑制する一方で、該スラリーは硬化し、設置及び使用に必要となる強度が与えられる。硬化した石膏は、焼き石膏が水と反応して硫酸カルシウム二水塩を形成する際に得られる硬質かつ剛性の製品である。
【０００４】
壁板の製造時において、焼き石膏を水和するのに必要となる過剰の水を、硬化時にスラリーから取り除く必要がある。焼き石膏を水和するのに所定量の水が必要ではあるが、板芯を形成するために化粧張り材シート上に輸送及び堆積させるのに適した滑らかかつ自由流動性を有するスラリーを得るためには、過剰の水、例えば、焼き石膏を水和するのに実際に必要な量の２倍又はそれ以上の水を加える必要がある。この過剰の水は、板が硬化及び乾燥される際に化粧張り用シートを介して主として蒸発されなければならない。
【０００５】
石膏壁板は、ロール状の紙製化粧張り材を用いてエンドレス・コンベヤ上の連続的な製品として典型的には形成される。該板は、引き続く操作にて収容されるべき個別の長さに切断され、該個々の板が完全に乾くまで加熱ドライヤにて乾燥される。紙製化粧張り材の品質は、板を用いるのに適したある種の適用及び該板にて使用され得る表面処理を決定する。
【０００６】
紙製化粧張り材は通常、二つのタイプからなる紙で化粧張りされた石膏壁板の製造において使用される。部屋の内側に対面するように意図された壁板の側面に使用された化粧張り材は複数層から構成され、外側層は通常よりグレードの高い紙から構成されている。これにより、種々の審美的に許容される方法、特に塗布により、板の滑らかな表面仕上げが可能となる。板芯と接触する部分を含む内側層は通常、再パルプ化新聞印刷用紙、又は再生ダンボール箱から形成されている。板の背面にて使用される紙製化粧張り材は、通常例えば再パルプ化新聞印刷用紙及びダンボール箱のようなグレードの低い複数層の紙から形成される。
【０００７】
多重層の紙からなる化粧張り材は、それらがユニークな特性の組み合わせを提供することから長い間使用されてきた。紙は、硬化した石膏、特に結合剤として例えばデンプンが加えられた石膏とは良好な結合体を形成し、それにより化粧張り材は硬化した石膏芯から容易に剥がれることはない。上記したように、石膏スラリーを調製するために加えられるが、スタッコ（焼き石膏）と化学的に結合しない水は、層が剥がれることなく、任意の化粧張りシートを介して主として蒸発される必要がある。石膏壁板製造時に水蒸気が紙を通過することを可能にすべく、紙は十分に多孔性である。紙はまた、特に最小の表面調製物を用いた塗布によるような壁紙の適用による種々の方法にて容易に仕上げることができる滑らかな表面を示す。
【０００８】
紙は比較的安価な化粧張り材料であり、壁板の製造工程において容易に使用されるが、湿気に対する抵抗性という点においては特に不都合である。湿気は紙で化粧張りされた壁板においては悪影響を与える。強度及びその他の構造的な特性の低下に加え、湿気は（その他の要因と組み合わされて）、菌類（例えば、カビを含む）の成長を助けることになる。この問題は、ある種の環境下、即ち壁板の設置により包囲されるとともにアクセスできないある種の空間に関しては特に深刻である。
【０００９】
紙製化粧張り材の代替物として、石膏壁板は、化粧張り材料としての繊維状マット（ガラス繊維のマットのような）を用いて製造され得る。そのような壁板の例は、例えば、米国特許第３９９３８２２号明細書、米国特許第５６４４８８０号明細書、米国特許第５７９１１０９号明細書、米国特許第５８８３０２４号明細書及び米国特許第６００１４９６号明細書に開示されているものを含む。改良された耐水性に加え、繊維状マット、特にガラス繊維状マットは多くの場合、強度及びその他の所望の構造的な特性において優れた改良点を与える。
【００１０】
そのような繊維状マットは、多くの点、特に室外での適用に対する耐水性という点において紙よりも優れた化粧張り材料ではあるが、その他の点においては紙より望ましいものではない。特に、ガラス繊維及びその他類似の繊維からなるマット化粧張り材料から形成された従来技術の壁板製品は、多くの用途における仕上げにおいてあまり望ましくない（通常、より不規則かつ粗い）壁面を提供し、しかも審美性に欠ける。例えば、室内用の壁は多くの場合、ペイント又は壁紙で仕上げられる。紙による化粧張りはペイント又は壁紙に対して滑らかな表面を提供するが、従来の繊維状化粧張り材、特に一般的なガラス繊維の化粧張り用シートにおいてはそのような表面は提供されない。
【００１１】
本発明の特徴及び利点は、以下に記載された本発明の特殊な実施形態の詳細な説明及び添付された図面に示されるように明らかであろう。図面において、符号は、種々の図面全体において同一の部分は同一に参照される。図面は縮尺比に従うものではなく、本発明の特徴を示すことを強調して成されたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記した懸案を鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によると、石膏壁板は独特のコーティングされた不織ガラスマットで化粧張りされ、得られたガラスマットで化粧張りされた石膏板は、市販の複数層からなる紙で化粧張りされた石膏壁板と同一の様式にてレベル４の仕上げに適した表面、即ち非常に滑らかな表面を形成するのに適している。この結果は、石膏壁板を形成するための化粧張り材料として、本発明により必要とされる特徴を備えたコーティングされた不織ガラス繊維マットを使用することにより達成される。
【００１４】
より詳細には、出願人は、コーティングされた不織ガラス繊維マットは、約１１ミクロン以下の直径でありかつ、好ましくは約８ミクロン以上の直径を有する繊維を含み、かつ好ましくは該繊維から本質的に構成されており、そして適切な柔軟性を有するアクリル結合剤にて主として結合されたものであり、該マットは室内での使用に適した石膏壁板の製造において特に有用に使用される、ことを明らかにした。ガラスマットにおけるコーティングは、（ｉ）鉱物性顔料と、（ｉｉ）ポリマー接着結合剤と、選択的に（ｉｉｉ）無機接着結合剤との水性混合液を乾燥することにより調製される。好ましくは、コーティングは、石膏壁板を形成するためにガラスマットが使用される前に、該ガラスマットに塗布される。そのようなマットは、プレコートマットと参照される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本明細書において使用されるように、「直径」なる用語は、ほぼ円形の断面を有していない繊維の最小の厚みを参照する。
仕上げ用石膏板の種々のレベルは、石膏協会（Ｇｙｐｓｕｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ、ワシントンＤＣに所在）により入手可能な刊行物ＧＡ−２１４−９６「石膏板仕上げの推奨されるべきレベル」に記載されており、当該刊行物は本明細書において全体が援用される。レベル４仕上げは一般的には、平坦なペイント、軽いテクスチャ又は壁部の被覆が板の表面に適用されるべき場合に、特定される。従って、そのような表面は、壁部の仕上げが最小の調製物を用いて塗布されるとともに美的に受け入れられるものであるように適度に滑らかでなければならない。
【００１６】
本発明における使用に適する不織ガラスマットは、湿式法（ｗｅｔ−ｌａｉｄ  ｐｒｏｃｅｓｓ）により調製され、該湿式法は改良された製紙機械としてみなされるものにおいて実施される。ガラスマットを形成するための湿式法の記載は、米国特許第２９０６６６０号明細書、第３０１２９２９号明細書、第３０５０４２７号明細書、第３１０３４６１号明細書、第３２２８８２５号明細書、第３７６０４５８号明細書、第３７６６００３号明細書、第３８３８９９５号明細書、第３９０５０６７号明細書、第４１１２１７４号明細書、第４６８１８０２号明細書及び第４８１０５７６号明細書を含む種々の米国特許に見られ、これらの全ては本明細書において参照により援用される。
【００１７】
一般的に、不織ガラス繊維マットを形成するための湿式法は、混合タンク中にて攪拌しながら長さの短いガラス繊維の水性スラリー（当業者にとっては「白水（ｗｈｉｔｅ−ｗａｔｅｒ）」と参照される）を最初に形成する工程と、可動スクリーンに該スラリーを供給する工程とを含み、該スクリーンにおいて、繊維同士を網の目に絡ませて新たに調製された湿式ガラス繊維マットとする一方で、過剰の水が該繊維マットから分離される。
【００１８】
ワイヤシリンダ、フォートリニア型機械、スティーブンスフォーマー（Ｓｔｅｖｅｎｓ  Ｆｏｒｍｅｒ）、ロト（Ｒｏｔｏ）フォーマー、インバー（Ｉｎｖｅｒ）フォーマー及びベンチ（Ｖｅｎｔｉ）フォーマー等のような機械を使用して湿式マットを形成する。そのような装置において、ヘッドボックスは可動ワイヤスクリーン上にスラリーを堆積する。吸引及び真空にて水を除去し、湿式マットを得る。
【００１９】
ガラス繊維は水中に十分に分散しないので、ガラス繊維のために分散補助剤を提供することが当該技術分野において実施されてきた。そのような分散補助剤即ち分散剤は通常、水性媒体の粘度を増大させる材料である。当業者がこれまでに使用してきた適切な分散剤としては、ポリアクリルアミド、ヒドロキシエチルセルロース、エトキシル化アミン及びアミン酸化物が挙げられる。界面活性剤、滑沢剤及び消泡剤のようなその他の添加物もまた従来的に白水に加えられてきた。例えば、そのような作用物質はガラス繊維のぬれ特性及び分散を更に助ける。
【００２０】
可動スクリーン又はシリンダに堆積された繊維状スラリーは、通常は吸引及び／又は真空装置による水の除去によりシート状の不織繊維マットに加工され、次いで、典型的には該マットに接着結合剤が適用される。接着結合剤組成物は通常、水性ベースの流体であり、繊維状マットに直接含浸され、かつその後すぐに固定又は硬化され、所望の一体的なマットが得られる。
【００２１】
本発明は、独特の不織ガラス繊維マットの調製に依存するが、該マットは次にコーティングされ、進歩性を備えた石膏壁板の少なくとも一方の表面の化粧張り用シートとして提供される。適切な不織ガラスマット化粧張り材の調製は、適切な量のガラス繊維の賢明な選択の結果であり、適切に設定された操作条件下にてガラス繊維から不織マットを形成し、所望の重量のマットが最終的に形成され、適切な接着結合剤で該不織マットが処理される。無論、本発明の広い実施において、増大するコストにつき、ガラス繊維の僅かな部分を有機繊維、特にポリエステル繊維のような合成繊維に変更することもできる。
【００２２】
本発明の石膏壁板を調製するために使用される不織ガラス繊維マットは、好ましくは約８ミクロン以上であり、かつ約１１ミクロン以下の直径を有するガラス繊維を用いて調製される。ガラス繊維は、Ｅ、Ｃ、Ｔ、若しくはＳ繊維、又は良好な強度と耐久性を備えた任意の周知の型のガラス繊維であり得る。とはいえ、炎減衰型（ｆｌａｍｅ−ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ）繊維は通常好ましくない。好ましくは、繊維の大部分、より好ましくは繊維の少なくとも約７５重量％、更に好ましくは、繊維の本質的に全てが約８ミクロン以上かつ約１１ミクロン以下の直径を有している（即ち、そのような直径の繊維から本質的に構成される）。付随的に、不織マットにおいて、約１３ミクロンを超える直径を有する繊維は本質的には存在していないことが望ましい。
【００２３】
約８ミクロン未満の直径を有するガラス繊維から調製されたマットの使用は望ましくない。その理由は、剥離強度、結合能及び可能性として該マット（特にコーティングが適用された後の）の空隙率は許容可能な石膏壁板の調製を妨げると考えられるからである。これに対し、約１１ミクロンを超える繊維直径を有する繊維が多すぎる状態にて調製されたマットの使用は、以下に記載されたようなコーティングを適用された後であってさえも、許容可能な様式にて仕上げられていない表面形態を有する不織マットが得られることになる、即ち、上述のレベル４の仕上げ技術に対して直接従うのに十分な滑らかさを備えていない不織マットが得られることになる、と出願人は考える。本発明において使用するのに適したガラスマットを形成するために適切な直径を有する適切な繊維は、例えば、ジョンズマンビル（ＪｏｈｎｓＭａｎｖｉｌｌｅ）及びオーウェン−コーニング（Ｏｗｅｎ−Ｃｏｒｎｉｎｇ）から得られる。
【００２４】
マットを形成するために使用される繊維の全てではないにしても大部分は、約０．６４ｃｍ（１／４インチ）乃至約１．９０ｃｍ（３／４インチ）の長さを有し、より好ましくは０．６４ｃｍ（約１／４インチ）乃至１．２７ｃｍ（１／２インチ）の長さを有する。繊維が短すぎるとマットの形成が困難になり、一方、長い繊維の割合が高くなるとレベル４仕上げに適した表面形態（滑らかさ）のマットを製造することの妨げになる。好ましくは、マットを製造するために使用される繊維の少なくとも約７５％は、約０．６４ｃｍ（１／４インチ）乃至約１．９０ｃｍ（３／４インチ）の長さを有し、好ましくは０．６４ｃｍ（約１／４インチ）乃至１．２７ｃｍ（１／２インチ）の長さを有し、かつより好ましくはマットを製造するために使用される繊維の少なくとも約９０％は、約０．６４ｃｍ（１／４インチ）乃至約１．９０ｃｍ（３／４インチ）の長さを有し、より好ましくは０．６４ｃｍ（約１／４インチ）乃至１．２７ｃｍ（１／２インチ）の長さを有する。例えば、約０．６４ｃｍ（１／４インチ）の高さの繊維（約１０ミクロンの直径）を７５重量％と、約１．９０ｃｍ（３／４インチ）の高さの繊維を２５重量％と、を用いて製造されたマットは、適切な表面の滑らかさを備えることができるであろうと期待できる。
【００２５】
出願人はまた、繊維の直径及び繊維の長さに加えて、不織ガラス繊維マットが製造される単位面積あたりの重量もまた表面特性（例えば、滑らかさ）及びマットの性能、即ち、従来の連続的な石膏板製造法によるレベル４仕上げ技術に従う石膏板を製造する上における使用に適したマットを形成するマットの性能に影響を与えるであろうと考えている。より詳細には、不織ガラス繊維マットは、少なくとも約３９．０６ｇ／ｍ２（０．８ｌｂ．／１００平方フィート）であり、かつ約１０７．４ｇ／ｍ２（２．２ｌｂ．／１００平行フィート）を超えない単位表面積当りの重量（以下において、基準重量と称される）、かつ最も典型的には約０．８２５ｍｍ（３３ミル）ではあるが、約０．６２５ｍｍ（２５ミル）乃至約１．０００ｍｍ（４０ミル）の圧縮されないマットの厚みにて調整されることが好ましい。多くの場合、４８．８３ｇ／ｍ２乃至９７．６５ｇ／ｍ２（１乃至２ｌｂ．／１００平方フィート）の基準重量であることが適切であることを証明すべきである。幾らかの場合において、不織マットの基準重量は、約３９．０６ｇ／ｍ２乃至７３．２４ｇ／ｍ２（０．８乃至１．５ｌｂ．／１００平方フィート）であり得るか、又は代替的に、４３．９４ｇ／ｍ２乃至６８．３５ｇ／ｍ２（０．９乃至１．４ｌｂ．／１００平方フィート）であり得る。
【００２６】
本発明の特に好ましい実施形態に従って、本発明に従って石膏板を形成する上において使用される不織繊維マットは約１１ミクロンの直径（かつ８ミクロン以上）を有するほぼランダムに分配された繊維（好ましくは、該繊維の少なくとも９０重量％が約１０乃至１１ミクロンの直径を有する）から本質的に構成されており、かつ該繊維の少なくとも７５重量％は約０．６４ｃｍ（１／４インチ）乃至約１．９０ｃｍ（３／４インチ）の長さを有し、好ましくは０．６４ｃｍ（約１／４インチ）乃至１．２７ｃｍ（１／２インチ）の長さを有し、（好ましくは繊維の少なくとも約９０％は、約０．６４ｃｍ（１／４インチ）乃至約１．９０ｃｍ（３／４インチ）の長さを有し、より好ましくは０．６４ｃｍ（約１／４インチ）乃至１．２７ｃｍ（１／２インチ）の長さを有する）、かつ該マットは約８７．８９ｇ／ｍ２（１．８ｌｂ．／１００平方フィート）の基準重量を有する。
【００２７】
本発明において使用するのに適した不織マットは典型的には、コーティングを適用する前には、約２５．４９ｍ３／分（９００ｃｆｍ）（１分当りの立方フィート）未満、さらに好ましくは約２２．６５ｍ３／分（８００ｃｆｍ）未満であるが、少なくとも約１１．３３ｍ３／分（４００ｃｆｍ）である空気透過性を有するであろう（ＦＧ４３６−９１０試験法を用いて測定され、更に当該試験法は参照により本明細書に援用される）。
【００２８】
最初のマット形成に続いて、接着結合剤、好ましくは水性ベースの接着結合剤が一体化した構造を形成するために不織マットに適用される。尿素ホルムアルデヒド（ＵＦ）樹脂が不織ガラス繊維マットを形成するために通常は使用されてきたが、室内用のレベル４仕上げに適用するためのマットで化粧張りされた石膏板を用いるという本発明の目的を達成するためには、アクリルタイプの接着結合剤を主として使用することが必要である。アクリル酸ベースの結合剤は、少なくとも７５重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、より好ましくは少なくとも９０重量％、そして最も好ましくは全てがガラスマット接着剤を構成すべきである。アクリルタイプの接着結合剤は、アクリル酸、メタクリル酸及びそれらのエステル並びに関連した誘導体の単位を含むポリマー又はコポリマーである。そのようなポリマー又はコポリマーは熱硬化性又は熱可塑性であり、かつ周知であるとともに広く市販されている。従って、そのようなポリマーは詳細には記載する必要はない。そのようなポリマー及びコポリマーは通常水溶液に加えられ、かつ水性ラテックス乳剤として供給される。
【００２９】
例えば、適切な接着剤、特に好ましくは水性ベースのラテックス接着剤は、以下のモノマーを用いた乳化重合法により形成され得る：（メタ）アクリル酸（（メタ）アクリル酸の変換体がアクリル酸及びメタクリル酸の両方を含むものと意図される）、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、アミル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ジシクロペンタジエン（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート及びボルニル（メタ）アクリレート。一般的には少量であるが、（メタ）アクリレートモノマーと共重合され得るその他のモノマーは、スチレン、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、イソブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、ｔ−オクチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ'−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルフォリン、ヒドロキシブチル、ビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、セチルビニルエーテル及び２−エチルヘキシルビニルエーテルのようなビニルエーテル類、マレイン酸エステル、フマル酸エステル及び類似の化合物を含む。
【００３０】
本発明のガラスマットで化粧張りされた石膏板を製造するのに適したガラスマットを形成するのに特に有用なアクリル酸ポリマー及びコポリマーは、少なくとも約２０℃であり、かつ約１１５℃を超えないガラス転移温度（ＧＴＴ）を有する熱可塑性材料である。従って、少なくとも約３０℃であり、かつ約５５℃を超えないガラス転移温度（ＧＴＴ）を有する熱可塑性アクリル酸ポリマー及びコポリマーが特に適している。約４０℃のＧＴＴを備えたアクリル酸ポリマー及びコポリマーが特に有用である。
【００３１】
適切なアクリル酸タイプのポリマー又はコポリマーの一つは、ロームアンドハース（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ）社から入手可能なＲｈｏｐｌｅｘ（登録商標）ＧＬ−６１８であり、約３６℃のＧＴＴを有する。
【００３２】
好ましくは水性ベースであるアクリル酸タイプの接着結合剤は、カーテンコータ又はディップ・アンド・スクイーズ・アプリケータ（ｄｉｐ  ａｎｄ  ｓｑｕｅｅｚｅ  ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ）のような任意の適切な装置を用いて湿式不織ガラス繊維マットに塗布される。乾燥及び硬化オーブン中において、接着剤を乾燥し、必要に応じては硬化するために、ガラスマットは約１２１．２乃至１４８．９℃（２５０乃至３００°Ｆ）までの温度にて、通常は１又は２分を超えない時間、そしてしばしば３０乃至５０秒未満の時間加熱される。接着剤は、一体的かつ自身にて支持可能なマットを提供するのに十分な量が塗布される。適切な量は上述の特許に記載されており、特殊な例に関しては、通常の試験法により決定され得る。
【００３３】
不織ガラス繊維マットの形成に続いて、該マットは乾燥し、かつ好ましくは、（ｉ）鉱物性顔料（無機顔料）又は充填材と（ｉｉ）ポリマー接着性（有機）結合剤と選択的に（ｉｉｉ）無機接着結合剤との水性混合物のコーティングが一方の側に提供される。好ましくは、該コーティングは、本発明のガラスマットで化粧張りされた石膏板を製造するために該マットを用いる前にガラスマットの一方の面に塗布される。典型的には、コーティングは、引用した構成要素を含む水性混合物をマットと接触させ、ついで該混合物を乾燥／硬化することにより適用される。
【００３４】
鉱物性顔料及び有機結合剤の二つの基本的な成分の乾燥基準重量（１００％）において、通常はラテックス接着剤であり、好ましくはアクリル酸ベースの接着剤である有機結合剤は、コーティングの少なくとも約１重量％、通常は約２０重量％以下であり、最も多くの場合は約１７重量％を含み、残りは無機の鉱物性顔料又は充填材である。選択的に、無機結合剤は好ましくは、乾燥した（硬化した）コーティングの全重量のうちの少なくとも約０．５重量％であるが、コーティングの約２０重量％以下にて存在する。鉱物性顔料又は充填材のポリマー接着性（有機）結合剤に対する重量比は、１５：１を超える比率であり、幾らかの場合は２０：１を超える比率であり、通常は少なくとも約５：１である。
【００３５】
従って、コーティングされたマットを形成するために適したコーティング用組成物は、３つの主要な成分の乾燥基準重量（１００％）において、約７５乃至９９％、より一般的には８０乃至９５％である鉱物性顔料又は充填材と、約０乃至２０重量％、より一般的には０乃至１０重量％である無機接着剤と、約１乃至２０％、一般的には約１乃至１７％であり、より一般的には約１乃至１２％であるポリマー接着剤（有機結合剤）とを含む。
【００３６】
上述のように、鉱物性顔料又は充填材は、該コーティング組成物の主要な成分からなる。本発明において有用なコーティングされたマットを形成するのに適した鉱物性顔料の例は、粉砕した石灰石（炭酸カルシウム）、粘土、砂、マイカ、タルク、石膏（硫酸カルシウム二水物）、アルミナ三水和物（ＡＴＨ）、酸化アンチモン又はこれらの物質の任意の二つ以上の組み合わせを含むが、それらに限定されるものではない。
【００３７】
鉱物性顔料は通常、粒子の形態にて提供される。本発明において使用されるコーティングされたマットを形成するのに効果的な鉱物性顔料とするために、該顔料は好ましくは、顔料粒子の少なくとも約９５％が１００メッシュワイヤスクリーンを通過するような粒子径を有する。好ましくは、該顔料は、全てではなくとも、大部分は微細な粒子が除かれている。コーティング組成物中に微細な粒子が過剰に存在していることにより、コーティングされたマットの空隙率に負の影響を与えることが観察されている。好ましい鉱物性顔料は、約４０μｍの平均粒子径を有する石灰石である。そのような材料は、本願の以下の記載全体を通して、鉱物性顔料或いは「充填材」として代替において集合的かつ個々に参照されている。
【００３８】
コーティングにおいて使用される樹脂は、コーティングされたガラスマットを形成する上において鉱物充填材と組み合わせて使用される場合、あるレベルの空隙性を満足させる必要がある。空隙率試験は、水性コーティング処方物でガラスマットをコーティングし、かつ１１０℃（２３０°Ｆ）にて２０分間乾燥させることにより調製されたコーティングされた試験用マットを用いて実施した。コーティング処方物は、充填材と、通常はラテックスであり、好ましくはアクリル酸タイプのラテックスである樹脂と、任意の選択的な無機結合剤とを結合し、かつ例えば約３０秒間、完全に混合することにより調製される。水性処方物は、簡単なナイフ型アプリケータを用いてマットに塗布され、ガラスマット単位平方フィート（０．０９２９ｍ２）当り２２グラムの乾燥基準重量が得られる。
【００３９】
塗布に続き、マットのコーティングを硬化した後の空隙率試験は、紙の空気抵抗性を測定するためのガーレー（Ｇｕｒｌｅｙ）の方法である、ＴＡＰＰＩ  Ｔ４６０の手順の修正法である。この手順において、コーティングされたマットのサンプル（約５．０８ｃｍ（２インチ）×１２．７ｃｍ（５インチ））を、ガーレー・デンソメータ、モデル４１１０の６．５ｃｍ２（１平方インチ）のオリフィスプレートの間に把持した。内側シリンダを解放し、それ自身の重量のみ（即ち、重力のみ）で下降させ、装置の内側シリンダが外側シリンダに入る瞬間と、内側シリンダの１００ｍｌのマークが外側シリンダに到達する（入る）までに経過する時間（秒単位にて測定される）を記録した。そして、相対向する方向に対面する（配向する）サンプルを用いて試験を繰り返した。
【００４０】
秒毎に報告される空隙率は各サンプルにおける２回の繰り返しの平均値からなる。適切な予めコーティングされたガラス繊維マットは、約４５秒未満、好ましくは約２０秒未満の空隙率を示す。約４５秒より高い空隙率の場合、コーティングされたマットと石膏芯との界面は、板の硬化時に水蒸気が脱出するべき経路を求めるために層間剥離（即ち、膨潤形成）の危険性が非常に高い。好ましくは、空隙率はまた、板製造時に石膏の液体の浸出（ｂｌｅｅｄｔｈｒｏｕｇｈ）を最小限とするために約２秒以上である。
【００４１】
天然に由来する幾らかの無機接着性結合剤を生来的に含む充填材料はコーティングされたマットを形成するために使用され得る。そのような充填材の例は、そのうちの幾らかは天然に由来する結合材として一覧されており、以下のものを含むがそれらに限定されるものではない：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アルミナ三水和物、セメント系フライアッシュ及びマグネシウムの硫酸塩若しくは塩化物又はそれらの両方を含む酸化マグネシウムを含む。水和のレベルに応じて、石膏は鉱物性顔料及び無機接着性結合剤の両方となり得るが、該石膏は水に僅かに溶けるのみであり、固体形態は、結合剤としてはそれを脆弱化及び弱化する結晶である。結果として、石膏は無機接着性結合剤として使用するには通常好ましくない。
【００４２】
構成成分として無機接着性結合剤を生来的に含むとともに水和により硬化する充填材はまた可燃抑制剤として有利に作用する。例として、アルミナ三水和物（ＡＴＨ）、硫酸カルシウム（石膏）及びマグネシウムの酸塩化物及び酸硫化物（ｏｘｙｓｕｌｆａｔｅ）の全てがその分子構造内に水分子の結合を保持する。結晶水または水和水のいずれかとして参照されるこの水は、十分な加熱にて放出され、実際には炎を抑制する。
【００４３】
従って、上述のような特性を備える低コストの無機鉱物性顔料はコーティング混合物に対して三つの重要な貢献をする、即ち、充填材、結合剤及び火気抑制剤として寄与する。
ポリマー結合剤の例は、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−ビニリデン−塩化物（ＰＶｄＣｌ）及びポリ（ビニリデン）コポリマー、改質ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ−ビニル−アルコール（ＰＶＯＨ）、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリ−酢酸ビニル（ＰＶＡ）、並びにスチレン−アクリレートコポリマーのようなアクリル酸、メタクリル酸、それらのエステル及びそれらの誘導体（アクリル酸タイプのポリマー）単位を含むポリマー及びコポリマーを含むがそれらに限定されるものではない。これらの材料の全てではないが大部分は、ラテックス処方物として入手可能である。アクリル酸タイプのラテックスポリマーが一般的には好ましい。
【００４４】
二つの必須成分と一つの選択的な成分に加え該水性コーティング組成物は、該組成物に所望のレオロジー特性（例えば、粘度）を与えるのに十分な量の水であって、マットのガラス繊維（ガラス繊維マットの隙間内の繊維を含む）の表面に保持されるべき該組成物の塗布の選択された形態に適切である水と、例えば着色剤（例えば、顔料）、増粘剤又はレオロジー抑制剤、消泡剤、分散剤及び保存剤のような選択的なその他の成分を含むことができる。一般的に、水性コーティング処方物の固形分含量は、約４５乃至８５重量％である。使用時に、コーティング組成物中におけるその他の成分の総量は、典型的には０．１〜５％の範囲であり、かつ一般的には、主要成分、即ち三つの上記成分の約２％以下である。
【００４５】
水性コーティング組成物を繊維状マット基質上に塗布するための任意の適切な方法、例えば、ローラコーティング、カーテンコーティング、ナイフによるコーティング、噴霧コーティング等及びそれらの組み合わせのような方法が、コーティングされたマットを形成するために使用され得る。コーティングされたマット及び得られた石膏板における最良の特性を達成するために、該コーティングが、コーティングされたガラス繊維マットの厚みの約３０％乃至約５０％の深さまで、該ガラス繊維マットの繊維に浸透し、かつ該繊維を包含するように塗布される。この点に関し、本明細書において参照により援用されている２００４年３月１２日に出願され、発明の名称が「石膏板を製造するためのプレコートされたマットの使用（Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｐｒｅ−Ｃｏａｔｅｄ  Ｍａｔ  ｆｏｒ  Ｐｒｅｐａｒｉｎｇ  Ｇｙｐｓｕｍ  Ｂｏａｒｄ）」である米国特許出願第１０／７９８８９１号が参照される。水性コーティング組成物がマットに塗布されると、該組成物は、通常熱により乾燥（硬化）され、コーティングされたガラス繊維マットが形成される。
【００４６】
本発明のコーティングされたマットで化粧張りされた石膏板の形成において、プレコートされたマットを最も有用とするために、該プレコートマットはロール状の連続シートとして巻き上げられるのに十分な可撓性であり得ることが好ましい。結果として、プレコートされたマットは、湾曲により破れるような剛性とも脆弱性ともすべきではない。この目的を達成するために、マットコーティングの無機接着性結合剤の含量は通常、該コーティングの全乾燥重量の約２０重量％を超えるべきではなく、通常は１０％未満である。同様に、既に述べたように、ポリマー結合剤は、コストの面及びコーティングの可燃性を制限するという目的のために実質的な上限を有する。
【００４７】
繊維状マットの表面に塗布されるコーティングの量は、マットの表面がレベル４の仕上げとするのに直接的に適する程度まで、該マットの表面をコーティング組成物でコーティングするのに十分であるべきである。必要とされるコーティング剤の量は、一つには、マットの厚みに依存する。コーティング剤が塗布される繊維状マット基質の不均一な性質によりコーティングの厚みを測定することは困難である。コーティングの厚みは、おおよそ少なくとも０．２５０ｍｍ（１０ミル）とすべきであるが、ガラスマットが比較的薄く、かつコーティング剤が効率的に乾燥される場合は、該コーティングは０．１００ｍｍ（４ミル）の厚みでも十分であろう。一般的に、該厚みは約０．７５０ｍｍ（３０ミル）を超える必要はない。
【００４８】
本発明に使用するためのコーティングされたガラス繊維マットは、マットの９２．９ｍ２（１０００平方フィート）当り少なくとも約６．８０ｋｇ（１５ポンド）、より一般的には約１３．６１乃至２７．２２ｋｇ（３０乃至６０ポンド）に相当する乾燥基準重量の量の上記固形成分を含む水性コーティング組成物を繊維マットに塗布することにより製造され得る。通常、乾燥コーティングは、該ガラス繊維マットの厚みに応じて、マットの９２．９ｍ２（１０００平方フィート）当り少なくとも約２０．４１ｋｇ（４５ポンド）、より一般的には約１５．８８乃至２４．９５ｋｇ（３５乃至５５ポンド）に相当する量にて存在する。コーティングの量は特殊な場合においてはこれよりも多く、又は少なく使用されるが、大部分の用途に対して、コーティングの量は、マット９２．９ｍ２（１０００平方フィート）当り１３．６１乃至２７．２２ｋｇ（約３０乃至約６０ポンド）の範囲（乾燥基準）であると考えられる。
【００４９】
水性コーティング組成物をマットに適用した後、該組成物は通常熱により乾燥（硬化）され、コーティングされたマットが形成される。これらの技術に基づいて形成されたコーティングされたマットは、水蒸気を通すことができる。一つの適切なプレコートマットは、アクリル酸結合剤と血小板形の粘土充填材とを含む水性コーティング組成物でガラス繊維マットをコーティングすることにより製造される。ガラス繊維マットは、Ｈ繊維のみで形成され、８７．８９ｇ／ｍ２（１００平方フィート当り１．８ポンド）の基準重量を有し、その７５重量％は０．６４ｃｍ（１／４インチ）の長さであり、かつその２５重量％は１．９０ｃｍ（３／４インチ）の長さであり、少量のＵ−Ｆ樹脂で架橋されたＲｈｏｐｌｅｘ（登録商標）ＧＬ−６１８アクリル酸ラテックスで結合されている。結合剤は、コーティングが塗布される前のガラス繊維マットの約２０重量％である。
【００５０】
図１は、本発明に従って形成された壁板１０の断面である。図１は、縮尺比にしたがって縮小されることを意図しておらず、明瞭性及び本発明を図示する目的のために種々の角度、厚み、及びその他の寸法が誇張されている。壁板１０は石膏板芯１２を有する。壁板１０は、第一の面１４と、二つの縁部１６と、第二の面１８とを有する。第一の面１４は、本発明に従うコーティングされた不織ガラスマット２２でその表面全体（又はほぼ全体）が覆われている。好ましくは、第二の面１８もまた不織ガラス繊維マット２４で覆われている。以下に記載されるように、不織ガラスマット２２は好ましくはプレコートされた不織ガラス繊維マットであり、石膏芯に対向するマット面（即ち、マットのフリーな面）上にコーティングを備えている。
【００５１】
室内仕上げに適用される壁板において、第一の面１４は好ましくは縁部１６に隣接する該第一の面１４の周縁側部に沿って形成された成形領域２０を有している。壁板１０はテーパを備えるように示されているが、方形縁部、面取りされた縁部、丸みを帯びた縁部及びその他の形状を含む代替的な形状（図示しない）が使用可能である。第一の面１４はその表面全体（又はほぼ全体）がコーティングされたガラス繊維マット２２で覆われている。第二の面１８は繊維状（好ましくはガラス繊維状）マット材料２４で覆われている。以下に記載されるように、マット材料２４は好ましくは本発明のコーティングされたガラス繊維マットであり、石膏芯に対向するマット面（即ち、フリーな面）上にコーティングを備えている。マット材料２４は、第一の面１４の一部に積層されており、該材料２４は縁部１６の周囲も被覆している。化粧張り材を互いに合わせる代替的な方法も可能であることは明らかである。
【００５２】
壁板１０は、周知のように、所望とされる変更可能な厚み及び幅を有する。壁板の１．２７ｃｍ（１／２インチ）の名目上の厚みに対して、例示的なテーパは約６．３５ｃｍ（２．５インチ）の厚みｗと約０．１９ｃｍ（０．０７５インチ）の高さｈを備えている。
【００５３】
本発明の壁板１０の石膏芯１２は、基本的には、紙で化粧張りされた石膏壁板、乾燥板、石膏板、石膏ラス（ｌａｔｈ）及び石膏シージングのような一般的に周知の石膏構造製品において使用されるタイプのものである。本発明は任意の特定の芯組成物に限定されるものではない。そのような石膏製品の芯は、水と、粉末状の無水硫酸カルシウム又は焼き石膏としても公知である硫酸カルシウム半水化物（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）とを混合して水性石膏スラリーを形成し、その後、該スラリー混合物を水和するか、又は硬化して、比較的硬化した材料である硫酸カルシウム二水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）を形成することにより、形成される。該製品の芯は、一般的には、少なくとも約８５重量％の硬化した石膏からなるが、本発明を通じて、芯における石膏の含量は任意の特定な含量に限定されるものではない。
【００５４】
構造パネルの硬化した石膏芯を形成するための組成物は、例えば、従来の石膏壁板に含まれるものであって当業者には周知であるようなものを含む種々の選択的な添加剤を含めることができる。繰り返し述べるが、本発明は周知の石膏芯添加剤の任意のものに限定されることはなく、また該任意のものを除外してはいない。そのような添加剤の例は、硬化促進剤、硬化遅延剤、発泡剤、強化繊維及び分散剤を含む。所望であるならば、防カビ剤も加えられる。芯の耐水特性を改善するために、該芯を形成するための石膏組成物はまた、硬化石膏組成物の水による劣化に耐え得る能力を改善するための一つ以上の添加剤を含むことができる（例えば、崩壊に対する抵抗性）。
【００５５】
壁板は、石膏芯の耐水性を改善するための添加剤として、ロウ又はロウ乳化剤を含み得る。しかしながら、本発明はそれにより制限されるものではなく、石膏製品の耐水特性を改善するのに効果的であると報告されているその他の材料の例は以下のものを含む：少量のポリ（酢酸ビニル）を含むか又は含んでいないポリ（ビニルアルコール）；金属樹脂酸塩；通常は乳剤として供給されるロウ若しくはアスファルト又はそれらの混合物；ロウ及び／又はアスファルトととうもろこしデンプンと過マンガン酸カリウムとの混合物；石油及び天然アスファルト、コールタール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル及び酢酸ビニルと塩化ビニルとのコポリマー及びアクリル樹脂のような熱可塑性合成樹脂のような水不溶性熱可塑性有機材料；金属ロジン石鹸と水可溶性アルカリ土類金属塩と残渣の燃料油との混合物；乳剤の形態である石油ロウと残渣の燃料油、パインタール、又はコールタールのいずれかとの混合物；残渣の燃料油とロジンとからなる混合物；芳香性イソシアネート及びジイソシアネート；例えば、米国特許第３４５５７１０号、３６２３８９５号、４１３６６８７号、４４４７４９８号及び４６４３７７１号に参照されているようなタイプの有機水素（ｏｒｇａｎｏｈｙｄｒｏｇｅｎ）ポリシロキサン；Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  ７７２としてダウコーニング（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ）社から入手可能であるようなシリコネート（ｓｉｌｉｃｏｎａｔｅ）；各々が、硫酸カリウム、アルカリ及びアルカリ土類アルミン酸塩、ポートランドセメント（Ｐａｒｔｌａｎｄ  ｃｅｍｅｎｔ）のような物質を含むか、又は含んでいないロウ乳剤及びロウアスファルト乳剤；溶融したロウ及びアスファルト及び油脂可溶性かつ水分散性乳化剤の混和物を加え、分散剤としてポリアリールメチレン濃縮物のアルカリスルホン酸塩を含むカゼイン溶液と混合することにより調製されるロウ−アスファルト乳剤、が挙げられる。これらの添加剤の混合物もまた使用され得る。これらの材料のクラスのうちで、ポリ（メチルハイドロジェンシロキサン）が特に好ましい。使用時に、有機ポリシロキサンの量は、少なくとも約０．２重量％とすべきである。上記したように、特殊な耐水性添加剤の使用は任意である。
【００５６】
典型的には、不織ガラス繊維マットで化粧張りされた石膏壁板の芯は、２８．３２リットル（単位立方フィート）当り１８．１４乃至２４．９５ｋｇ（約４０乃至約５５ポンド）の密度であり、より一般的には、２８．３２リットル（単位立方フィート）当り２０．８７乃至２２．６８ｋｇ（約４５乃至約５０ポンド）の密度である。無論、所望に応じて、特殊な用途においては、それより高い密度及び低い密度を有する芯が使用され得る。所定の密度の芯の製造は、例えば、芯を形成するための水性石膏スラリー中に適量の泡状物質（石鹸）を導入するか、又は成形するかというような周知の技術を用いて達成され得る。
【００５７】
本発明に従って、かつ図１に示されるように、石膏板１０の芯１２の一つの面は不織ガラス繊維マット２２で化粧張りされる。不織ガラス繊維マットは、上述のように、最初に調製されるとともにプレコートされ、レベル４の仕上げ技術に適するように直接的に形成される。同時に、コーティングはまた、化粧張り材を形成するとともに得られた板は湿気に対して抵抗性を有する。コーティングは、石膏芯を形成するための水性石膏スラリー中の水が、該板の製造時に気体状態にて該コーティングを蒸発することを可能にするべく十分に多孔性である。コーティングされたマットは予め調製され、製造する板に使用される。
【００５８】
本発明の一つの驚くべき態様は、上述の繊維（即ち、上述の繊維直径、繊維全長及び好ましいマット基準重量）のプレコートマットが、繊維状マット化粧張り材が過度に層間剥離することなく、従来の商業的な操作により石膏板を連続的に製造可能な適切なレベルの空隙率を提供可能であり、同時にレベル４の仕上げ技術に適したものとして直接形成することのできる表面特性（例えば、滑らかさ）を有する表面仕上げされた板を形成することである。
【００５９】
以下に詳細に記載されるように、壁板は過剰の水を含む水性石膏スラリーを形成し、該石膏スラリーをコーティングされたガラス繊維マットの可動ウェブに水平に配置することにより効率よく形成され得る。別の水平に配向された可動繊維状ウェブ、可能性としては同様にコーティングされたガラス繊維マットを該水性石膏スラリーの上側のフリーな面に配置する。最初の水和、そして最終的には加熱を行うことにより、焼き石膏が水和し、かつ硬化するので、過剰の水がマットを介して蒸発される。
【００６０】
図２は、本発明に従って石膏壁板を形成するための製造ラインの一部の概略図である。従来の様式において、石膏芯を形成するための乾燥成分は予め混合され、ピンミキサ（図示しない）として一般的に参照されているタイプのミキサへ供給される。芯を形成する上において使用される水及び石鹸のような他の液体成分がピンミキサ内に量り入れられ、所望の乾燥成分と結合され、水性石膏スラリー４１が形成され、該スラリー４１はピンミキサの排出管４０から放出される。泡状物質（石鹸）がピンミキサ等内の該スラリーに加えられ、得られる芯の密度が制御される。繰り返し述べるが、石膏板の芯材料を形成するための方法は本発明の本質的な部分ではなく、多岐にわたる手法が有効に使用され得る。
【００６１】
スラリーは、水平に移動する繊維状マット材料２２（コーティングされたガラスマット）の連続的なウェブ上に排出管４０の一つ以上の出口を介して堆積される。堆積される量は当業者に周知の様式にて制御される。マット材料２２は、コーティングされた側を下向きにした、即ち、堆積される石膏スラリーとは反対の側とした状態にてロール（図示しない）から供給される。石膏スラリー４１を受け取る前に、マット材料２２のウェブはローラ（図示しない）により平坦化され、一つ以上の筋入れ装置（ｓｃｏｒｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）（図示しない）により筋が入れられる。筋を入れることにより、以下に記載されるように、マット材料２２の側部が上向きに折り曲げられ、該板の縁部が形成される。
【００６２】
マット材料２２及び堆積された石膏スラリー４１は矢印Ｂの方向に移動する。マット２２の可動ウェブは製造されるべく壁板の第一の化粧張り用シートを形成し、スラリーは少なくとも部分的に（かつ好ましくは、一部のみが）マットの厚みを貫通し、硬化する。硬化において、強力な接着結合が硬化した石膏とガラス繊維マットとの間に形成される。スラリーのマットへの部分的な浸透は、例えばスラリーの粘土を制御するような周知の方法に従って制御され得る。
【００６３】
従来の壁板製造において、芯を形成する石膏の水性スラリーを適用する前に、片方又は両方の化粧張り材の内面に高密度の水性焼き石膏スラリーの比較的薄いコーティングを塗布することが知られている。薄い石膏スラリーコーティングを備えた化粧張り材は次に、主たる芯スラリーを間に挟持して湿式板を形成する。同様に、石膏壁板の両方の縁部（図１の符号１６）に沿って高密度の水性焼き石膏スラリーを適用することも周知である。これらの特徴は、本発明に従って石膏壁板を形成する上において選択的に使用され得る。
【００６４】
石膏スラリー４１をマット材料２２のウェブ上に堆積した後、形成した壁板の縁部の周囲にてそのウェブの縁部が徐々に折り曲げられ（当業者に周知の装置を用いて）、該スラリーの上面において側部に沿って終了する。ロール（図示しない）から矢印Ｃの方向に供給される第二の繊維状ウェブ（該ウェブは第一の化粧張り材２２に対して使用されたコーティングされたガラス繊維マットと同一であり得る）が石膏スラリー４１の上面に適用され、かつ通常はマット材料２２の（底部の）ウェブの折り曲げられた周縁部にほんの僅かのみ重ねられる。
【００６５】
（頂部の）マット２４が石膏スラリーの上面に適用される前に、第二の繊維状ウェブの重ねられる部分に沿って接着剤が塗布され、折り曲げられた第一のマットの縁部と接触した状態とする（接着剤の適用は図示されていない）。本発明は使用される接着剤のタイプを限定するものではないが、好ましくは非デンプンベースの接着剤が使用される。一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ためには加水分解される酢酸ビニルに基づく接着剤が白色接着剤として広く市販されている。（頂部の）ウェブ２４に適用された後に、ガラス繊維マット、石膏スラリー及び繊維状ウェブ材料の「サンドイッチ」がプレート５０と５２の間にて所望の壁板の厚みまで押圧される。代替的に、ウェブ及びスラリーは、ローラ又は別の方法にて所望の厚みに押圧される。連続的に挟持されたスラリー及び塗布された化粧張り用材料は、矢印Ｄの方向にコンベヤ５４で運ばれる。スラリー４１は移動時に硬化する。
【００６６】
室内壁板を製造するための従来の方法は、該壁板が製造ラインを下って移動する際に、形成する壁板の底面の縁部に形状化領域を形成する。
形成され、かつ石膏が十分に硬化した後、該壁板は典型的には所望の長さに切断され、かつ乾燥される。乾燥時にテーパ上の縁部の品質が低下することを回避するために、該板は通常乾燥する前に反転される。
【００６７】
それにより限定されるものではないが、従来の連続的な石膏板を製造する上において使用される典型的な工業用の乾燥条件が本発明に従う壁板の製造においても使用され得る。例示的な乾燥条件は、約９３．３℃乃至３１５．６℃（２００°Ｆ乃至約６００°Ｆ）の温度と、約３０乃至約６０分の乾燥時間と、１分当り約２１乃至１８０直線メートル（７０乃至約６００直線フィート）のライン速度と、を含む。
【００６８】
本発明は特殊な実施形態と組み合わせて記載されているが、上述の記載及び実施例は例示することを意図されたものであり、本発明の範囲を制限するものではないことは理解されるであろう。他の態様、利点及び修正は、本発明を実施する当業者には明らかであり、これらの態様及び修正は本発明の範囲内であり、添付された請求の範囲によってのみ限定される。特別に記載されていない限り、全ての百分率は重量に基づいている。明細書全般及び請求の範囲において、「約」なる用語は＋５％又は−５％までのものを包含することを意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に従うコーティングされたガラスマットで化粧張りされた壁板の概略断面図である。
【図２】壁板製造ラインの一部の一部概略図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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