(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕した石膏と、ファイバと、十分な水とを混合し、少なくとも７０重量％の水からなる希釈スラリを生成する工程と、
前記希釈スラリを圧力下で加熱し、前記ファイバの存在下で前記石膏をか焼して、針状の硫酸カルシウムアルファ半水化物結晶を生成する工程と、
か焼された前記石膏及び前記ファイバから前記水の大部分を分離して、フィルタケークを形成する工程と、
前記フィルタケークの温度を、か焼された前記石膏の再水和処理開始温度まで低下させて、硬化を開始する工程と、
前記フィルタケークを圧縮してボードを形成し、続いて、前記ボードから水分を更に除去する工程と、
片側に模様を有する柔軟なダイを用意し、続いて、前記ボードが固化中で未だ柔らかい間に、前記柔軟なダイの前記模様を前記ボードに対して押し付ける工程と、
前記柔軟なダイの圧力下で前記ボードを連続的に固化させる工程と、
完全に硬化する前に、前記柔軟なダイからボードを分離する工程と、
前記ボードを乾燥して、残留する自由水を除去する工程とを備える、模様付き石膏ファイバーボードを製造する方法。
【請求項２】
粉砕した石膏と、ウッドファイバと、十分な水とを混合して希釈スラリを生成する工程と、
前記希釈スラリを圧力下で加熱し、前記ウッドファイバの存在下で前記石膏をか焼して、針状の硫酸カルシウム半水化物結晶を生成する工程と、
加熱した前記スラリを脱水して、大量の水分を除去し、フィルタケークマットを生成する工程と、
前記マットの温度を、か焼された前記石膏の再水和処理開始温度まで低下させる工程と、
前記フィルタケークマットを加圧して、更に水分を除去する工程と、
前記マットが固化中で未だ柔軟である間に、柔軟な模様付けダイを前記フィルタケークマット上に付与することにより、前記フィルタケークマットを再度加圧する工程と、
前記再度加圧する工程中に、前記マットを一部硬化させる工程と、
接触している前記模様付けダイから前記マットを取外す工程と、
完全に硬化して前記模様付けダイの陰模様が前記マットに転写されるまで、前記マットの硬化を続ける工程とを備える、模様付けされた製品を製造する方法。
【請求項３】
前記取外す工程では、水和反応が４０％〜７０％完了したときに、接触している前記マットを取外す、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記再度加圧する工程では、ウレタン製の模様付けされた柔軟なダイで再度加圧する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記再度加圧する工程では、ウレタン層を備える模様付けされた柔軟なダイで再度加圧する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記再度加圧する工程では、ウレタンのエンドレスベルトを備える模様付けされた柔軟なダイで再度加圧する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
粉砕した石膏と、ファイバと、十分な水とを混合し、少なくとも７０重量％の水からなる希釈スラリを生成する工程と、
圧力下で加熱することによって、前記ファイバの存在下で前記石膏をか焼して、硫酸カルシウム半水化物を生成する工程と、
か焼した前記石膏及び前記ファイバから前記水の大部分を分離して、フィルタケークを生成する工程と、
前記フィルタケーク温度を、前記硫酸カルシウム半水化物の再水和処理開始温度まで低下させる工程と、
前記フィルタケークを加圧してボードを形成し、続いて、前記ボードから水分を更に除去する工程と、
模様を有する柔軟なダイを用意する工程と、
前記ボードが固化中で柔軟である間に、前記ダイの前記模様をボードに対し加圧する工程と、
前記ボードの温度が、前記再水和処理開始温度と、再水和処理中に達した最高温度との間の温度上昇差の２５％〜６０％の範囲内にあるときに、前記ダイから前記ボードを分離する工程とを備える、模様付けされた石膏ファイバーボードを製造する方法。
【請求項８】
粉砕した石膏と、ウッドファイバと、十分な水とを混合して希釈スラリを生成する工程と、
前記希釈スラリを圧力下で加熱し、前記ウッドファイバの存在下で前記石膏をか焼して、針状の硫酸カルシウム半水化物結晶を生成する工程と、
加熱した前記スラリを脱水して、大半の自由水を除去し、フィルタケークマットを形成する工程と、
前記フィルタケークの温度を、前記硫酸カルシウム半水化物の再水和処理開始温度まで低下させる工程と、
前記フィルタケークマットを加圧して、更に水を除去し、ボードを形成する工程と、
前記マットが柔軟であり再水和処理が生じている間に、柔軟な模様付けダイを前記マットに対し押し付けて、前記マットを再度加圧する工程と、
前記再度加圧する工程中に、前記マットを一部硬化させる工程と、
前記再水和処理開始温度と、再水和処理中に達した最高温度との間の温度上昇差の２５％〜６０％の範囲内にあるときに、前記模様付けダイとの接触から前記マットを取り除く工程とを備える、模様付けされたボードを製造する方法。
【請求項９】
前記再度加圧する工程では、前記模様付けされた柔軟なダイが材料層である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記再度加圧する工程では、前記模様付けされた柔軟なダイがエンドレスベルトである、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記再度加圧する工程では、前記模様付けされた柔軟なダイがウレタンを備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記再度加圧する工程は、前記再水和処理開始温度と再水和処理中に達した前記最高温度との間の温度上昇差の１５％〜２５％に前記フィルタケークマットが達した後に開始する、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
再水和処理中に、前記フィルタケークマットは、一時的に一定勾配で温度上昇し、
前記取り除く工程は、前記フィルタケークマットが一定勾配で温度上昇している間に行われる、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記模様付けダイとの接触から前記マットを取り除く前記工程は、前記マットが完全再水和処理の４０％〜７０％のレベルにあるときに行われる、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建築業界で使用する複合材料の表面に模様を付与する方法、特に複合材料が未だ半スラリ状態にあるとき複合材料の表面に表面模様を付与する軽量で柔軟なダイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国ジプサムカンパニー社における石膏ファイバーボード製造法が米国特許第５，３２０，６７７号に開示されており、本明細書に記載の事項の理解に寄与するこの特許にあっては複合製品及び石膏粒子とセルロース系ファイバからなる希釈スラリを圧力下で加熱し石膏を即ち安定な二水化物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）状態の硫酸カルシウムを針状の結晶を有する硫酸カルシウムアルファ半水化物に変換したものとしての複合材料を製造する方法が提供される。セルロース系ファイバは表面に孔あるいは隙間を有しており、アルファ半水化物結晶はセルロース系ファイバの孔あるいは隙間の内部、上あるいはその周囲に形成される。加熱されたスラリは次に脱水されて、好ましくは製紙装置と同様の装置を用いてマットを作り、スラリは半水化物に対し再水和処理を開始し石膏を作るに十分に冷却し、このときマットが押圧されて所望の形状のボードとなる。プレスされたマットは発熱反応を生じ、石膏に対し再水和反応して寸法的に安定し、強固で有用な建築ボードとなる。このボードはその後トリミング処理され乾燥される。
【０００３】
上記の米国特許第５，３２０，６７７号に開示される製造法の多くの利点の一は、石膏パネルが形成されるに伴い、石膏パネルの表面に模様を付与することができることにある。この種のボードの２例として、ハウジング建築分野での表面模様付きパネルまたは各種の市場での表面レリーフ付きパネルが挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
インライン処理での表面模様付き石膏ファイバーボードの課題はスラリまたは湿潤マット上に模様を押し付けるタイミングにある。再水和作用が開始しマットの固化が開始されるに伴い、発熱作用が発生する。まずか焼後、例えば減圧排水により、あるいは移動コンベアベルトまたはスクリーンに沿って配置された主プレス装置により、スラリが脱水され、マットが冷却される。脱水する主プレス装置は減圧排水処理後に残留する自由水の最大約９０％を除去する第１のプレス装置として使用される。再水和処理後、フィルタケーク温度を下げる間に通常自由水の約８０〜９０％を除去することは重要な点である。脱水処理によりフィルタケーク温度が著しく低下される。表面模様付けとフィルタケークを湿潤押圧して所望の製品形状にするとき、自由水の排出が必要である。若しくはフィルタケークが直ちに乾燥され、次に安定した且つ後での使用のため再水和作用可能な半水化物となるまで冷却される。従って温度が再水和作用温度まで低下する前に、再水和作用のため複合物質内に必要としない自由水をできるだけ除去することが望ましい。
【０００５】
再水和作用温度に達すると、更に冷却を必要とするような発熱作用が生じる。
発熱作用により、得られる水和曲線が時間に対する即ちコンベアに沿って移動する距離に対する温度として描かれる。スラリ状態で再水和作用可能な硫酸カルシウム半水化物及びセルロース系ファイバがヘッドボックスを離れるに伴い、半水化物の結晶の温度は大体約１８０°Ｆ〜約２１０°Ｆ（約８２．２℃〜約９８．８℃）の範囲内になる。この後スラリはコンベアの巾方向に広げられ、減圧ポンプの作用により自由水の除去が開始されて温度が大幅に低下する。コンベア上の再水和作用温度は使用する添加剤あるいは促進剤により変化させ得るが、一般に約６０°Ｆ〜約１２０°Ｆ（約１５．５℃〜約４８．８℃）の範囲内にある。これにより水和が低い開始点から行われ、いわば温度トレース曲線となる。この点では発熱作用が保証され熱は発散される。この温度曲線では、時間即ち距離に対する温度曲線は増大し、次に一定勾配（線形）に達する。次に発熱作用は次第に弱まり、この結果描かれるグラフは上昇線形勾配から曲線を描いて変化しピーク温度に達し、水和速度の減少を示す。その後反応が弱まり１００％水和に達するので、グラフの温度曲線は下方に延びる。最終的にボードが乾燥されて余分な水分が除去される。
【０００６】
表面模様付けの重要な点は、ａ）固化している複合材に対しそれほど早く終了せず、そのレリーフを保持できるよう表面模様付けが生じ、ｂ）生成されている針状の石膏結晶構造が破壊されず、ｃ）レリーフはそれほど遅く付与されず、表面模様が模様を受け付けるのにあまりに堅く固化されることにより破壊されることを防止するよう、温度曲線上の水和開始点とその終点の間を見い出すことにある。
【０００７】
広いパネル上に表面模様を付与する方法は通常、モールド可能な表面に対し、例えば湿潤フェルト天井タイルに対しロールを用いて表面模様を付与することにより行われる。一方このようなロールの製造は通常リードタイムが長くなりコストも高くなる。別の方法としては、平担なシートを作りこのシートをロールに対し付着させることである。一方いずれの方法でも製造されたロールの表面模様パターンを実質的にほとんど変更できない。従来のロール法はこれまでそれ程成功した例はない。
【０００８】
第３のロール法はＫＥＶＬＡＲブランドのパラアラミドあるいはニッケルに対しゴムスリーブを作る事にあり、このスリーブは次には一般に圧縮空気を用いてマンドレルに対し取外可能及び摺動可能に装着可能である。この方法によれば、共通のマンドレルに対しそれほど高価でないスリーブを用いて表面模様を変更でき、加えて最初の製造に対するリードタイムが充分に長い。
【０００９】
エンボスハードボード及び幾つかのセメントボード製品に対し共用される非ロール法では、スチールプラテンが機械加工され、プラテンが表面に対し置かれ、プラテンプレス装置内に十分な圧力あるいは熱が加えられて、表面模様がパネル面に付与される。この付与された表面模様の品質は一般に極めて高い。スチールプラテンの使用する更に別の利点は、別のプラテンパターンがストック内にあれば表面模様パターンを変更することが容易であることにある。一方この方法では、スチールプラテンの取扱特に大きなサイズのパネルに関連して取扱にくい装置が必要となる。更にこのような大きなスチールプラテンダイは高価となる。
【００１０】
木目仕上パネルや腰羽目パネルのような深いパターンは４つの方法の少なくとも一の方法で作られる。木目成形品は切断されパネル製品に付着される。この方法の欠点は、成形品の隅部及び縁部の仕上げ、更にはパネルを一様に維持するために費用及び時間がかかることにある。一様性はロールを用いることにより増加され、表面模様を成形可能な表面、例えば湿潤フェルト天井タイルに付与される。一方このようなロールの製造には通常リードタイムが長くなりコスト高になる。腰羽目パネルの成形のような、より深い表面模様にはより機械加工が必要となり、コストも高くなって更にリードタイムもより長くなる。またこのロールはエンボスパターンの変更が殆どできない。第３の別の方法では、スチールプラテンを機械加工し、プラテンを表面に置き、十分な圧力ないしは熱を加えて模様を上述したようにパネル表面に付与することにある。第４の別の方法では、パネルの表面に模様あるいはレリーフを機械加工するために、表面が粗くなり埃が大幅に発生しこのため回収、処理、処置あるいは再使用する必要が生じる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は表面に模様を付与した石膏ファイバーボードパネルの製造法、特に石膏ファイバーボードパネルが未だ半スラリ状態にあるとき軽量で柔軟なダイを用いパネルの表面に模様を付与する方法に関する。
【００１２】
本発明によれば再水和処理の開始直後に石膏ファイバーボードに対し表面模様を付与し、且つ水和曲線を製造ラインに沿う処理点と関連付けさせる方法が提供される。本発明によればヘッドボックスを離れるスラリを真空吸着により脱水し次に再水和処理温度に達した直後にスラリを第１のプレス装置へ送り、そこで残留している自由水の約８０〜９０％を更に脱水する方法が提供される。この場合半水化物には数パーセントの再水和作用が開始し、湿潤ファイバマットは第１の主プレス装置を出る。これに関連してスラリ温度が低下し、再水和処理が生じるに伴い上昇する。以下に説明する模様付けダイが第２のプレス装置で走行可能に設けられる。模様付けを開始する処理ラインに沿った位置は水和曲線上の低い点からの温度変化上昇と一致しているので、模様付けダイは実質的にマットが柔軟で一部再水和される点でマットと結合される。次に模様付けダイは水和作用が促進するに応じマットに対し圧力接触して置かれる。スラリ形成中の早期期間では、石膏及びセルロース系ファイバ内の針状の結晶構造が混ぜ合わされマトリックスを形成している。このマトリックスは第１のプレス装置内で前以て圧縮され、模様付けダイにより再度圧縮される。この結晶及びファイバ生成体は水和作用のためダイに対し上方へ膨張し、メーカの望むエンボスまたは他の表面レリーフが残される。ファイバと共に水和作用する石膏は第２のプレス装置内で所定のプリセットプレスニップの厚さまで膨張する。このとき結晶の生成及び再水和処理の中断が最小にされる。
【００１３】
水和曲線に関連する模様付けの開始点およびその期間は、再水和処理開始の低い温度点の直後に開始し、最終的な温度上昇の約２５〜６０％に等しい温度まで連続さる。これにより模様付けダイを離れる前に水和処理マットが曲線の頂点で生じる最大温度レベルの最大約２５〜６０％に相当する温度を受けるよう設定すると最良の結果が得られることが判明した。
【００１４】
スパッタノックダウンレリーフ、縁部がテーパ付けされあるいは他の種類の表面模様を有する、大きな表面模様パネル、及び小さな深い模様付け腰羽目パネルの両方を製造する方法が開示され、この場合模様付けされた表面を有する柔軟なウレタンダイが使用される。ウレタンダイは当初所望の模様を有するマスター面から作られる。ウレタンが一度マスター面に塗布されると硬化され、次に除去される。ここで得られた配合物は内部で成形するためのマスター面を有する柔軟なウレタンダイである。
【００１５】
この柔軟なウレタンダイは次に依然半スラリ状態にある複合材料に当てられる。十分な圧力がウレタンダイに与えられ、その模様は複合材料が硬化する間付与される。十分時間が経過した後、ウレタンダイは複合材料から取り除かれ、得られた製品は表面模様付きのボードであり、パネルサイズに切断される。
【発明の実施の形態】
【００１６】
本発明は大きな表面を有する石膏ファイバーボードパネルに対し表面模様を付与して表面模様付きパネル及び表面レリーフパネルを製造する製造システム、特に半スラリ状態にあるパネルの表面に模様を付与する軽量で柔軟なダイの使用構成に関する。製造システム１０全体は図５に示されており、ヘッドボックス１２、真空ボックス１４、１）フィルタケークマットを所望の厚さまで挟み形成し、２）約８０〜９０％の水をケークマットから除去する湿潤主プレス装置１６、及び１）使用するベルト面または模様付けダイの陰模様である表面模様を付与し、２）複合材料がプレス装置のベルトあるいはダイに対し膨張するに伴い最終校正されたボードの厚さにし、３）プレス装置のベルトまたはダイに対し再水和処理中に結晶複合材料が膨張するに応じて曲げ強さを改善する従プレス装置１８を備えている。
【００１７】
ヘッドボックス１２は重量が少なくとも約７０％の流体を有する加熱されたスラリを成形テーブルまたはコンベアの巾方向にわたって均等に広げるために使用され、このとき真空ボックス１４はスラリから脱水して、スラリが略２８〜４１％（湿量基準）（乾量基準では４０〜７０％）の水分を含むマットにされる。別のロール間隙を有する吸入及びプレインロール更には多孔ベルトを包有する湿潤主プレス装置１６は、真空及び圧力の総合効果により水分が２３〜３５％（湿量基準）（乾量基準で３０〜５５％）までマットから更に脱水し固化させる。ウッドファイバボード製造業界において周知の従来の製造ラインと類似しているので、容易に変換できる。主及び従のプレス装置の間の間隔は時間で測定されていても距離で測定されていても、水和曲線と関連付けされる。主プレス装置１６では極めて僅かの水和作用（約５〜１０％）のみが生じる。従プレス装置１８は高い密度の製品用の媒体に使用され、使用するベルト面またはダイにより表面模様（あるいは平滑面）を付与する。従プレス装置１８はまた所望の最終ボード厚さより僅かに小さな固定ロール間隙に設定することにより厚さを減少できる。且つこの固定ロール間隔面に対する石膏膨張により、最終曲げ強さが向上される。本発明の軽量で柔軟なダイ２０は製造システム１０の従プレス装置１８と関連して使用され得、選択した模様が複合材料で作られた大きなパネルの表面に対し付与される。水和速度が上昇し再水和処理曲線上の再水和処理温度と最高温度との間の温度差ΔＴの所定パーセントである温度に達すると（このときマットは従プレス装置１８を出ている）、内部にファイバ粒子を保持している結晶生成物の膨張により表面模様付けダイ２０に対し固化中のマットが押し付けられる。
【００１８】
表面模様付きパネル用の柔軟なダイの製造
軽量で柔軟なダイを用いる本発明の方法は特に石膏ファイバーボードのような固化材料の連続処理の場合に有用である。好ましい材料は十分な圧力を有する連続プレス装置を介し手動で容易に供給可能で、固化開始する時点の直後に細かな模様をマットに圧縮し変形させるウレタンダイである。次にある温度上昇後固化が発生した後、マットは取り除かれる。コンベア上の複合マットは戻りが生じるが、表面模様生成物をより高い精度で制御できる。ウレタンダイの製造は一般に業界では表面模様付け及びエンボス加工可能な媒体に関連して周知である。本発明では、軽い表面模様付け及び例えば深い木目パネルや腰羽目パネルを作るのに使用できるより深い模様の両方を付与できる。図１を参照するに作業者が流体状のウレタン配合物３０を、ダム３４により囲まれたマスターパネル３２上に注ぎ込んだ配合物状態が示されている。
【００１９】
マスターパネル３２は深手の腰羽目被覆部Ｗと腰羽目被覆部Ｗの周囲及び内部の木目模様部Ｔとを有することは理解されよう。マスターパネル３２はこのように製作可能であり、または木目模様部のみ、腰羽目被覆部Ｗのみあるいはその両方を有して製作可能であることは当業者には理解されよう。別の実施態様によれば、一般的なスパッタノックダウン模様も得ることができ、これは図４Ａ及び図４Ｂに沿って説明する。即ち広いブレードを用いて模様付き谷部により囲まれる平滑なフラットトップを残すことにより模様ピーク部を仕上げる周知な手動技術をまねたものである。更に別の実施態様においては、ボードが図３ＡのＥのようにテーパ付けされて製造可能であり、この場合模様付けは木目模様または筋づけされずボードの他部より深さがそれほど深くない単なる縁部である。図３Ａに示すマットは最終的には中心線に沿って切断されて２枚のボードＢ１ボードＢ２が得られる。他の周知の模様、例えばブラシ点描、スタッコ状外観等が得られる。本明細書及び請求の範囲で使用する用語“模様”とは、縁部のテーパ付けのような厚さの、単なる局部的な変化構成から、腰羽目、チェッカー盤外観、格子模様、反復する曲線、円弧のようなより複雑な一定パターンを含む。更に木目模様レリーフ、スパッタノックダウン模様、ブラシ点描、スタッコ状面等の不規則なランダム模様をも含み、固化中のマットに対し付与される深いあるいは浅い面レリーフの種類のすべてを含むものとして広く定義される。
【００２０】
図２の断面図を参照するに、マスターパネル３２は石膏あるいは他の堅牢材料ベースである石膏パネル３６と、その上に腰羽目被覆部Ｗ及び模様部Ｔのレリーフパターンを形成する硬化された模様配合物３８とを有することは理解されよう。模様配合物３８はまず石膏パネル３６上に被覆される。これはブラシまたは他の模様形成道具のようなツールを用いて手動で付与されるか、あるいは腰羽目被覆部Ｗ若しくは他の所定模様の反転形状を有する木目模様をそれに対し押し付けて付与し、その後模様配合物３８は固化可能である。上述した実施態様においては、模様配合物３８は米国ジプサムカンパニー社によりＴＵＦ−ＴＥＸのブランド名で製造される模様配合物が使用される。
【００２１】
ウレタン配合物３０はダム３４内に注ぎ込まれると、通常約１２時間、約１７０〜１８５°Ｆ（約７６．７℃〜約８５．０℃）の温度で硬化時間が与えられることは当業者には周知であろう。無論、ウレタンは単に外気温度に置かれると硬化するが時間がかかる。模様配合物３８上に剥離配合物を前以て与えておくと、ウレタン配合物３０は図３及び図４に示すように上方へ引き上げて剥離可能であり、巻き取って完全な模様付ダイ２０が形成される。
【００２２】
図４において、後で巻いて本発明の方法で使用するため、作業者が固化したウレタン配合物３０をはぎ取る状態が示され、図５には本発明の方法が簡略に略図として示されている。開示された実施態様においては、得られるダイ２０の長さは可変である。このダイはまた従プレス装置１８での使用を可能にするため端部相互を例えば加硫法あるいは他の接合法により接合して連続ベルトとして製造可能である。
【００２３】
ダイ２０の長さは固化マットから切断する所定ボードの長さに設定される。不連続ダイとして使用するために、単一のダイは一枚のボードの長さで十分であり、またより長いボード長さが所望の場合には、複数のダイセグメントを接合して、インフィードローラ装置４０から従プレス装置１８を経てアウトテイクローラ装置４２へ延びる部分を有するに十分な長さにできよう。巾方向の長さはコンベアの幅及び製造するボードのサイズに左右される。好ましい実施態様においては、一つの連続模様付けダイ２０が図５に示すコンベア４４を横断して延びている。通常石膏ファイバーボード連続製造法によれば、幅８フィート（約２４３．８ｃｍ）、長さ１６フィート（約４８７．６ｃｍ）のパネルが生産される。取扱を容易にするため、幅８フィート（約２４３．８ｃｍ）、長さ１６フィート（約４８７．６ｃｍ）の場合、模様付けダイ２０の長さはインフィードローラ装置４０からアウトテイクローラ装置４２を経て少なくとも約１６フィート（約４８７．６ｃｍ）にされる。
【００２４】
製造システム１０によれば、正規な建築条件を満足するため、固化マット４６の公称深さは約１／４〜３／４インチ（約０．６３ｃｍ〜約１．９０ｃｍ）であると考えられる。従って図２〜図４の模様部Ｔ、図４Ａ及び図４ＢのＳ及び図３ＡのＥの深さは、美的に好ましい仕上げを得るため約０．０２５〜０．０５０インチ（約０．６ｍｍ〜約１．２ｍｍ）の範囲内にあることが考慮される。模様Ｓは通常木目模様部Ｔより浅い。腰羽目被覆部Ｗの深さは製造される膨張の最終曲げ強さに左右され、また特定システムで使用される促進剤及び添加剤に左右される。腰羽目被覆部Ｗは通常得られるマット４６の厚さの約１／２にされる。
【００２５】
石膏ファイバーボードパネルの製造における柔軟なダイの使用
軽量で柔軟なダイを使用するこの方法は特に、上述した米国特許第５，３２０，６７７号に説明されるように、図５に示すファイバボード製造システム１０のような固化材料の連続処理法に有用である。ウレタンダイ２０は従プレス装置１８内へ容易に手動導入可能であり、この場合従プレス装置１８は固化開始の直後にマットを圧縮変形して模様を付与し、次に固化が好適量達した後水和曲線に沿っての最大発熱反応温度に達する前に取り除かれる。
【００２６】
従プレス装置１８の主トップベルト４９に対する圧力は従プレス装置１８のウレタンダイ２０及びローラ４８を駆動するに十分な大きさにする必要がある。ウレタンダイ２０のロールは手動で巻き戻され、マットＭが従プレス装置１８に導入される際マットＭの上側が模様部と対向するようにされる。図５に略示するように、ウレタンダイ２０は従プレス装置１８のインフィード部でマットＭと接触する。ここではマットは依然固化されておらず柔軟である。マットが従プレス装置１８に導入される前に水和作用が開始し始める。次に付与された模様または面レリーフを有するマットＭはウレタンダイ２０の圧力を受けて固化を開始する。ダイ２０は従プレス装置１８から出る成形されたパネル４６から分離し、ここでパネル４６は幾分硬化された状態まで、一方最大硬化状態には達していない状態まで固化されている。この固化は中程度の圧力により人の人差し指でくぼみを残す程度である。
【００２７】
ダイ２０は次にアウトテイクローラ装置４２で容易に巻き取られ、インフィードローラ装置４０の従プレス装置１８の導入部に再び導入される。またダイ２０の端部例えば加硫法により接合され、マットＭに対し連続的に押し付けて従プレス装置１８の周囲を移動するエンドレスベルトとして形成され得る。且つより長いボード長にするため複数のダイ２０が接合され得る。腰羽目面レリーフＷを有するパネルを製造する際、縁部の圧力を増加すると、縁部の密度が強化され、取扱中あるいは設置中での損傷を少なくでき、更に優れた迅速保持特性が得られる。同様に図３Ａのテーパ付縁部Ｅを与えるように成形されたダイ２０を設けるとき、テーパ付縁部Ｅでの広い縁部は密度が増加され取り付け強度が増加される。テーパ付縁部Ｅを設けると、通常パネル接合部で配合物とテーパ部が接合できる。マットとしての、固化された複合体４６は中心線に沿って分離され、縁部はトリミング処理されて、テーパ付縁部Ｅを有するボードＢ１、Ｂ２が得られる。
【００２８】
図４Ａ及び図４Ｂにおいて、ダイ２０はスパッタノックダウン模様Ｓの陰模様を有するよう形成される。この浅く模様付けされた外観は平担ピーク部即ちランド部５１と、ランド部５１により囲まれ低い谷部５２とを有し、全体として美的に良好な所望の外観を与えている。
【００２９】
図６は石膏ファイバーボードを固化するモデルとしての水和トレース曲線である。この曲線の形状はまた、再水和する焼き石膏が水と混合され温度がか焼反応かまを離れた後再水和処理レベルまで低下するときに石膏が受ける温度曲線を示していることは当業者には理解されよう。この水和曲線は、水和曲線が製造ライン工程の相当する処理点（下記ａ）〜ｅ）の点）といかに関連付けされるかという点で、本発明にとって重要である。
ａ）コンベア４４上のヘッドボックス１２を離れる時点
ｂ）真空ボックス１４による脱水時点
ｃ）主プレス装置１６の通過時点
ｄ）コンベア４４に沿ってのある距離移動した時点
ｅ）従プレス装置１８をある期間通過した時点（このときマット４６は図６の水和曲線に沿う所望の点で従プレス装置１８を離れる）
【００３０】
図６Ａは図６の表示点に相当する点での推定硬化点の範囲を示すグラフであり、各点での最大水和（硬化）の範囲をパーセントで示してある。Ｙ軸は水和パーセントを、Ｘ軸はマットが製造システム１０を移動するときの位置を表わしている。
【００３１】
図６において、Ｙ軸は温度、Ｘ軸は時間を示すことは理解されよう。この温度曲線はスラリがヘッドボックスからコンベア４４へ送られ、真空ボックス１４により脱水されて、再水和処理温度（通常約６０°Ｆ〜約１２０°Ｆ即ち約１５．５℃〜約４８．８℃）まで低下された時点にほぼ相当する時間ゼロでの硬化点Ａを示す。この温度はヘッドボックス１２へ送られたときのか焼反応かま内の高いか焼温度から低下した温度であり、最初にコンベア４４上に注がれたときの約２００°Ｆ（約９３．３℃）あるいはそれ以上である。点Ａは再水和処理温度である。点Ａ′はマットＭが主プレス装置１６に導入され水和が開始した直後の点である。主プレス装置１６は交互に配置される吸引ロール及びプレインロールを用いて、残留する自由水の約８０〜９０％を除去する。マットＭは発熱水和反応が最大温度上昇の約５〜１０％に達する点Ａ″で主プレス装置１６を離れる。好適に表面模様を形成する開始点Ｂは水和及び硬化が僅かに生じた後であることが判明した。この時間区間は温度が図６に示す点Ｂ′に達するに十分な時間であることも判明した。点Ｃは発熱反応により達せられる最高温度である。マットＭは温度が点Ａから点Ｃへの上昇（ΔＴ）の約１５〜２５％に達する点Ｂで、従プレス装置１８に導入される。マットＭは温度が点Ａから点Ｃへの上昇（ΔＴ）の約２５〜６０％に達した点Ｂ′で、従プレス装置１８を離れる。従プレス装置１８内では、石膏ファイバーボードは固化し膨張する。従プレス装置１８及びその上に支承されるダイ２０により、マットＭは挟まれ厚さが小さくされる。再水和石膏の膨張圧によりマットがダイの腰羽目被覆部Ｗ、木目模様部Ｔ、テーパ付縁部Ｅあるいは模様Ｓ内に充填される。
【００３２】
点Ｂ′でダイ２０とマット４６との間の接触を終了すると、十分に固化され模様特徴部が保持される。従って、本方法の重要な点はａ）マットＭが柔軟な間にダイ２０と接触され、ｂ）十分な固化に達する時間の間ダイの圧力を受けて固化マットが膨張し、ｃ）温度曲線に沿い図６に示す範囲内の点Ｂ′でダイを離れその後レリーフを維持可能にする必要がある。発熱工程の温度制御は添加剤、遅延剤及び他の触媒により減速あるいは増速できることは硫酸カルシウム半水化物を再水和処理する従来の方法から周知であろう。無論、再水和が過度の水の存在下で生じないよう、最少残留自由水を含むスラリの温度を低下する必要がある。
【００３３】
図６の温度曲線について、Ｘ軸は時間の代わりにコンベア４４に沿った距離で示すことができよう。距離に対する曲線の形状はほぼ同じであり、この場合再水和が点Ａで開始する点までヘッドボックスを離れる温度は低下し、次に曲線は点Ｂ及び点Ｂ′まで上昇し、この点は点Ｂ″までほぼ線形的に一定勾配で上昇する曲線の部分に沿う点である。この一定勾配直線上では、発熱作用が迅速に促進し、ダイ２０からの模様付け圧力は最大温度点Ｃへの上昇の最大約２５〜６０％で生じる。点Ｂ″に達した後、反応は遅くなりこの直線部は次の曲線部へと移り最大発熱温度Ｃに達する。水和開始レベルＡが約６０〜１２０°Ｆ（約１５．５℃〜約４８．８℃）である場合、最高温度Ｃは約７０〜１４０°Ｆ（約２１．１℃〜約６０．０℃）となることが予想される。これらの温度は特にボード工場内の外気条件及びコンベアラインに沿う金属構造の放熱器の存在により大きく影響される。次に点Ｃの後、温度曲線はマットが点Ｄで最大再水和点に近づくに伴い次第に降下する。
【００３４】
点Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｂ″、Ｃ及びＤは製造システム１０の簡略図における対応する位置を示すために図５に示されている。図５は実寸の縮尺で描かれていない。
【００３５】
図６Ａは図５及び図６の点Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｂ″、Ｃ及びＤに対するＸ軸上の対応する位置でのＹ軸上の完全硬化（再水和）に対するパーセンテージを示す。点Ａ′では、マットＭは僅か約５％の再水和処理で主プレス装置１６に導入される。マットは約５〜１０％の再水和で導出される。従プレス装置１８への導入部で、マットＭが約２０〜３０％固化されることが判明した。点Ｂ′で従プレス装置１８を離れるとき、人が中ぐらいの圧力で押しても指紋を残らない堅さであり、水和反応は約４０〜７０％完了したものと推定される。発熱反応により発生される熱による最高温度Ｃでは、水和は約８０〜９０％完了したことが実験により判明した。次にこのボードは通常パネルの幅及び長さに切断され点Ｄで最終硬化点に達する。オーブン内であるいは外気条件下での乾燥は以下の通りである。
【００３６】
水和中の温度上昇及び温度上昇が生じる時間あるいは距離は特に、石膏・ファイバ比、含まれる水分量、更に固化時間を増減させるよう調製可能な添加剤、促進剤、遅延剤及び触媒の各量のようなか焼の際の各種ファクタに左右される。
【００３７】
本発明はダイを製造するウレタン配合物に限定されず、他の等価な強じんで柔軟な配合物も使用可能である。
【００３８】
本発明の各種特徴は本発明の図示した実施態様に沿って特に示され説明されたが、本発明はこれらに限定されることはなく、添付の請求の範囲によって定義されるものを含むことは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は硬化の際ウレタンと一致する表面レリーフを有するダム内に保持されるマスターパネル上に作業者がウレタン配合物を注入している状態を示す斜視図である。
【図２】図２はマスターパネルのレリーフをウレタンで満たされた状態を網目状の線で示す、図１のマスターパネルを覆うウレタンの断面図である。
【図３】図３は上にマスターパネルの模様が付与される硬化ウレタン層をはぎ取った状態を示す。
【図３Ａ】図３Ａは縁部がテーパ付けされたダイがマットから除去され、結果として得られたパネルに縁部がテーパー付けされたレリーフが残っている状態を断面図で示す。
【図４】図４は作業者が腰羽目形状部分及び木目面模様部分を有するマスターパネルから硬化された柔軟なウレタン模様付けダイを剥がし、その結果深い模様及び表面模様与えている状態を示す斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは本発明により製造可能なスパッタノックダウンとして知られる種類の模様を有するパネルの平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは表面模様の特徴部を示す図４Ａのパネルの断面図である。
【図５】図５はコンベア上の再水和処理可能な石膏ファイバースラリを処理するため配置される補助プレス装置と組み合わせ、ヘッドボックス、真空脱水装置、脱水主プレス装置、模様付けダイ用のインフィード・アウトフィード装置を有する、石膏ファイバーボードを形成する製造ラインを示す簡略図である。
【図６】  図６は加熱されたスラリが再水和作用によりコンベア上で再水和作用が開始してから、図５の製造ラインに沿っての処理ステージを示す全体のモデル形状を有する水和温度と時間との関係を示すトレース曲線である。
【図６Ａ】図６Ａは図５の製造ラインに沿うステージで設定された再水和処理の概略パーセントの範囲のモデル図である。
【符号の説明】
１０  製造システム
１２  ヘッドボックス
１４  真空ボックス
１６  主プレス装置
１８  従プレス装置
２０  ウレタンダイ
３０  ウレタン配合物
３２  マスターパネル
３４  ダム
３６  石膏パネル
３８  模様配合物
４０  インフィードローラ装置
４２  アウトテイクローラ装置
４６  パネル
４８  ローラ
４９  主トップベルト
Ｅ    テーパ付縁部
Ｍ    マット
Ｗ    腰羽目被覆部
Ｔ    木目模様部
Ｂ１  ボード
Ｂ２  ボード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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