(57)【要約】  表面仕上げ用マットの内面上に塗布され、マットの内面からマットの中に部分的に広がる粒子状物質を有するマット面付き石膏ボード、及びその製造方法が提供される。粒子状物質は、硫酸カルシウム半水和物などの水和可能な粉末であることが好ましく、石膏ボード形成中の石膏スラリーの滲み出しを最小限に抑える、好ましくは防止する。【選択図】  図１
2010534577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏ボードを形成する方法であって、
（ａ）内面を有する多孔性基板を提供するステップと、
（ｂ）前記多孔性基板の前記内面に粒子状物質を塗布して、表面が粉末状の基板を形成するステップと、
（ｃ）前記表面が粉末状の基板の前記内面における前記塗布された粒子状物質の少なくとも一部の上に水を含む石膏スラリーを堆積させて、スラリーで被覆された基板を形成するステップであり、前記粒子状物質が前記多孔性基板内の孔の一部を満たし、前記孔を通って前記石膏スラリーが浸透するのを妨げるステップと、
（ｄ）前記スラリーで被覆された基板から前記石膏ボードを形成するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記粒子状物質が水和可能な粉末を含み、前記水を含む石膏スラリーからの水が前記水和可能な粉末を水和する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水和可能な粉末が石膏ベースの粒子を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記水和可能な粉末が、炭酸カルシウム、粘土及びそれらの混合物から選択される充填剤を含む、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記水和可能な粉末が硫酸カルシウム半水和物を含む、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項６】
前記粒子状物質が、アクリル類、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル、それらのコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される再分散可能な有機粒子を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記粒子状物質が、前記再分散可能な有機粒子を約１〜約３０重量パーセント含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
粒子状物質を塗布するステップが、約１０〜約４０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２の前記粒子状物質を前記多孔性基板の前記内面に塗布するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記多孔性基板が不織ガラス繊維マットである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記不織ガラス繊維マットが、約１０〜約２０ミクロンの直径を有するガラス繊維を約７０〜約９０パーセント、及びより小さい約５〜約１５ミクロンの直径を有するガラス繊維を約１０〜約３０パーセント含み、約２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上の坪量である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記不織ガラス繊維マットが、約１６ミクロンの直径を有するガラス繊維を約８０パーセント、及び約１１ミクロンの直径を有するガラス繊維を約２０パーセント含み、約２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上の坪量である、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記水を含む石膏スラリーを前記多孔性基板の前記内面に堆積させる前に、前記塗布された粒子状物質を前記多孔性基板の前記内面全体に広げるステップをさらに含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記粒子状物質が、前記多孔性基板の前記内面から前記多孔性基板の中に部分的に広がり、その結果、前記内面の反対側の前記多孔性基板の外面には本質的に前記粒子状物質がない、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
（ａ）石膏ベースの芯と、
（ｂ）前記石膏ベースの芯の少なくとも１つのサイドを向いた内面を有する繊維マットと、
（ｃ）前記繊維マットの前記内面上にあり、前記繊維マットの前記内面から前記繊維マットの中に部分的に広がる水和した粒子状材料と
を備え、
前記水和した粒子状材料が前記石膏ベースの芯と独立に供給される、マット面付き石膏ボード。
【請求項１５】
（ａ）石膏ベースの芯と、
（ｂ）前記石膏ベースの芯の少なくとも１つのサイドを向いた内面を有する繊維マットと、
（ｃ）前記繊維マットの前記内面上にあり、前記繊維マットの前記内面から前記繊維マットの中に部分的に広がる水和した粒子状材料と
を備え、
前記水和した粒子状材料の組成が前記石膏ベースの芯の組成と異なる、マット面付き石膏ボード。
【請求項１６】
前記水和した粒子状材料が石膏ベースの粒子を含む、請求項１４又は１５に記載のマット面付き石膏ボード。
【請求項１７】
前記水和した粒子状材料が、炭酸カルシウム、粘土及びそれらの混合物から選択される充填剤を含む、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記水和した粒子状材料が硫酸カルシウム半水和物を含む、請求項１４又は１５に記載のマット面付き石膏ボード。
【請求項１９】
前記水和した粒子状材料が、アクリル類、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル、それらのコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される再分散可能な有機粒子を含む、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載のマット面付き石膏ボード。
【請求項２０】
前記水和した粒子状材料が、前記再分散可能な有機粒子を約１〜約３０重量パーセント含む、請求項１９に記載のマット面付き石膏ボード。
【請求項２１】
前記マット面付き石膏ボードが、約１０〜約４０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２の前記水和した粒子状材料を含む、請求項１４〜２０のいずれか一項に記載のマット面付き石膏ボード。
【請求項２２】
前記繊維マットが、約１５ミクロン以上の直径を有するガラス繊維を約７０〜約９０パーセント、及び約４〜６ミクロンの直径を有するガラス繊維を約１０〜約３０パーセント含み、約２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上の坪量である、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載のマット面付き石膏ボード。
【請求項２３】
前記繊維マットが、約１６ミクロンの直径を有するガラス繊維を約８０パーセント、及び約１１ミクロンの直径を有するガラス繊維を約２０パーセント含む不織ガラス繊維マットをさらに含み、約２２ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上の坪量である、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載のマット面付き石膏ボード。
【請求項２４】
前記繊維マットの前記内面の反対側の前記繊維マットの外面には、本質的に前記水和した粒子状物質がない、請求項１４〜２３のいずれか一項に記載のマット面付き石膏ボード。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本特許出願は、２００７年７月２３日出願の米国特許仮出願第６０／９５１，４００号、及び２００８年７月１８日出願の米国特許出願第１２／１７６，２００号の利益を主張し、これらは、参照により援用される。
【技術分野】
【０００２】
[0002]本分野は、石膏ボード、特にマット面付き石膏ボード、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]当技術分野では、外面の大部分を表面仕上げ材料又はスクリムで補強した石膏ベースの芯を有するウォールボードがよく知られている。少数であるが例を示すと、こうした石膏ボードは一般に、内壁又は外壁、エレベータシャフト、階段吹き抜け、天井及びルーフデッキを形成するのに用いられる。場合によっては、石膏ベースの芯と共に、表面仕上げ用のペーパーシートが用いられる。他の例では、表面仕上げ材料として不織ガラス繊維マットなどの繊維マットが用いられる。特にガラスマット面付き石膏ボードは、しばしば外断熱仕上げシステム（ＥＩＦＳシステム）の一部として用いられるが、他の用途にも用いられる。
【０００４】
[0004]水を含む石膏スラリーは、スラリーがまだ液体状態であるときに、繊維マットの孔を通してしみ出る又は滲み出る傾向があるため、そうした繊維マットを用いて石膏ボードを製造することが難しい場合がある。この滲み出しの問題は、ボード形成ヘッドの前における、スラリーを繊維マット上に最初に堆積させる場所において特に顕著である。スラリーの滲み出しによって、繊維マットの外面上に望ましくない石膏がもたらされ、ローラ又は他の機械装置への石膏の蓄積をまねく可能性がある。ローラに石膏が蓄積すると、ローラ上の石膏が繊維マットの外面に移る、及び／又は形成ヘッド内への繊維ウェブのウェブ追従（ｗｅｂ  ｔｒａｃｋｉｎｇ）の問題を引き起こすことがあるため、掃除のために定期的な機械の運転停止が必要になる。マットの外面上の石膏は、仕上げ塗りの付着性を低下させ、消費者に不快な外観を呈すことがある。
【０００５】
[0005]石膏スラリーの滲み出しを防止する又は最小限に抑える、様々な試みが提案されている。例えば、スラリーがウェブを通ってしみ出る能力を最小限に抑えるために、粘性制御剤の使用によってスラリーの粘性を変更することが提案されている。他の提案は、ウェブの外面に樹脂及び他のコーティングを与えて繊維ウェブ内の孔を塞ぎ、滲み出しを制限するものである。さらに他の試みは、繊維ウェブ自体の特性を変更することに着目している。例えば１つの提案では、特定の押出し比と組み合わせて、１０〜１５ミクロンの間の特定の直径、及び１．８５ｌｂｓ／１００ｆｔ２を超える特定の坪量を有するガラス繊維から構成された繊維ウェブを用いる。他のウェブ変更の提案は、ステープルファイバとマイクロファイバの混合物（平均直径１ミクロン以下）から構成された繊維マットを用いて、スラリーの滲み出しを妨げることを示唆している。さらに他の提案は、繊維マットの厚みを増やすこと、又はマットの繊維の表面特性を変えて、その湿潤性を低下させることを含む。例えば、米国特許第４，１８６，２３６号、第４，３８８，３６６号、第４，６３７，９５１号、第４，６８１，７９８号、第４，８１０，５６９及び第６，００１，４９６号、並びに米国特許出願公開第２００７／０１４８４３０Ａ１号及び欧州特許出願公開第１８０１２７８Ａ１号を参照されたい。しかしながら、提案されたこれらの解決策は、追加の処理ステップを必要とする、追加の材料を組み入れる、スラリーの特性を望ましくない範囲まで変更する、及び／又は特化された若しくは標準的ではない繊維マットの使用を指定することがある。多くの場合、前述の提案されている滲み出しを制限する技術は、様々なコスト上、技術上の理由及び他の理由のために望ましいものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]したがって、石膏ボードの製造中に石膏スラリーの滲み出しが最小限に抑えられる、好ましくはまったくない石膏ボード及びその製造方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]一態様において、本発明は、内面を有する多孔性基板を提供するステップと、多孔性基板の内面に粒子状物質を塗布して表面が粉末状の基板を形成するステップと、表面が粉末状の基板の内面における塗布された粒子状物質の少なくとも一部の上に水を含む石膏スラリーを堆積させて、スラリーで被覆された基板を形成するステップであり、粒子状物質が多孔性基板内の孔の一部を満たし、孔を通って石膏スラリーが浸透するのを妨げるステップと、スラリーで被覆された基板から石膏ボードを形成するステップとを含む、石膏ボードの形成方法を提供する。
【０００８】
[0008]他の態様において、本発明は、石膏ベースの芯と、石膏ベースの芯の少なくとも１つのサイドを向いた内面を有する繊維マットと、繊維マットの内面上にあり、繊維マットの内面から繊維マットの中に部分的に広がる水和した粒子状材料とを備え、水和した粒子状材料が石膏ベースの芯とは独立に供給される、マット面付き石膏ボードを提供する。
【０００９】
[0009]マット面付き石膏ボードは、石膏ベースの芯と、石膏ベースの芯の少なくとも１つのサイドを向いた内面を有する繊維マットと、繊維マットの内面上にあり、繊維マットの内面から繊維マットの中に部分的に広がる水和した粒子状材料とを備え、水和した粒子状材料の組成は、石膏ベースの芯の組成と異なる。
【００１０】
[0010]本発明のこれらの利点及び他の利点、並びに発明性のある他の特徴は、本明細書に示される本発明に関する説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】石膏スラリーの滲み出しを最小限に抑えるための例示的なボード変換工程の概略図である。
【図２】図１のボード変換工程に使用するための乾燥粒子塗布システムの概略図である。
【図３】乾燥粒子がウェブの一部に塗布されたスラリー堆積ステーションの斜視図である。
【図４】例示的なボード形成工程の流れ図である。
【図５】マットの内面に乾燥粒子を塗布する前の、市販のガラス繊維マットの断面を５０倍の倍率で示すＳＥＭ写真である。
【図６】マットの内面に乾燥粒子を塗布する前の、市販のガラス繊維マットの内面を１００倍の倍率で示す上面のＳＥＭ写真である。
【図７】マットの内面に乾燥粒子を塗布した後の、図５の市販のガラス繊維マットの断面を５０倍の倍率で示すＳＥＭ写真である。
【図８】マットの内面に乾燥粒子を塗布した後の、図６の市販のガラス繊維マットの内面を１００倍の倍率で示す上面のＳＥＭ写真である。
【図９】表面仕上げ用マットの内面に乾燥粒子を塗布して製造した、及び塗布せずに製造したマット面付き石膏ボードの写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0020]マットのスラリーの滲み出しを最小限に抑える、好ましくは防止する、マット面付き石膏ボード及びその製造方法が提供される。１つの手法によれば、当該方法は、石膏ボードの表面仕上げ用マット（例えば繊維マット）を形成するのに用いられる多孔性基板の内面に、乾燥粉末などの乾燥した粒子状物質を塗布するステップを含む。本明細書で用いられるとき、「内面」とは、石膏スラリーがその上に堆積し、さらに完成した石膏ボードの石膏の芯に接触する多孔性基板の表面を指す。乾燥した粒子状物質は、石膏スラリーを基板又はマットに堆積させる直前に塗布することが好ましい。１つの形態では、乾燥した粒子状物質は、多孔性基板の孔又は隙間の中に浸透し、石膏スラリー中の過剰な水によって水和する水和可能な粉末又は粒子である。換言すれば、粒子状物質は水和可能な粉末を含み、水を含む石膏スラリーからの水が、水和可能な粉末を実質的に水和する。次いで、水和した粉末は、マットの孔又は他の隙間の中に入り込み、液体のスラリーがマットを通過する可能性のある経路を塞ぐ又は妨げることによって、マットの孔又は他の隙間を通るスラリーの浸透を妨げる。
【００１３】
[0021]形成されたマット面付き石膏ボードは、少なくとも１つのサイドに繊維マット面を有する石膏ベースの芯を含む。石膏ベースの芯は、任意選択で第２の繊維マットを備えることが可能であり、石膏ベースの芯は、第１の繊維マットと第２の繊維マットの間に配置される。第２の繊維マットは、第１の繊維マットと同じにすることも、異なるようにすることもできる。繊維マットは、その内面上における石膏の芯とマットとの間の境界面に粒子状物質の粉末堆積物を含む。粒子状物質は、内面から繊維マットの中に部分的に広がることが好ましく、その結果、繊維マットの外面には本質的に粒子がない（例えば、外面には肉眼で見える粒子がない）。粉末又は粒子は、石膏の芯に見出されるものと同様の成分を含むことができるが、粒子状物質は石膏の芯と独立に塗布され、石膏の芯から繊維マットへ供給されること、或いは移転されることはない。換言すれば、粒子状物質は、石膏スラリーの組成と異なる組成を有することができる。即ち、マット面付き石膏ボードの典型的な構造は、マットに浸透する芯材料によって繊維マットを石膏の芯にある程度機械的に固定することを含む。ここでは、粒子状物質は、好ましくは芯のスラリーの塗布前に繊維マットにあらかじめ塗布されるため、芯材料から分離している。しかし場合によっては、ボード形成後に、粒子状物質と浸透した芯材料が混合することもあり得ることが理解されるであろう。乾燥した粒子状物質が好ましい水和可能な材料を含む場合、繊維マットが石膏の芯の中に浸透することによって芯に固定される方法と同様に、石膏の芯とさらに機械的な固定をなすことによって、粉末は、水和又は固化したときにさらに繊維マットの石膏の芯への固定を助けることができる。
【００１４】
[0022]先に言及したように、乾燥した粒子状物質は、水和可能な無機粉末などの水和可能な粉末を備える、本質的にそれからなる、又はそれからなることが好ましい。例えば、乾燥した粒子状物質は、石膏ベースの粒子（例えば、水溶性硫酸カルシウム無水物、硫酸カルシウムα半水和物、硫酸カルシウムβ半水和物、天然の、合成の若しくは化学修飾した硫酸カルシウム半水和物、硫酸カルシウム二水和物（「石膏」、「固化した石膏」若しくは「水和した石膏」）、及びそれらの混合物）、膨張粘土（例えば、モンモリロナイト、アタパルジャイトなど）、炭酸カルシウム、それらの混合物などを含む（備える、本質的にそれらからなる、又はそれらからなる）。特に好ましい形態では、乾燥した粒子状物質は、石膏スラリーの過剰な水を用いて（例えば、部分的に、実質的に又は完全に）水和して硫酸カルシウム二水和物（石膏）になる、粉末化された形の硫酸カルシウム半水和物（スタッコ）を含む（備える、本質的にそれからなる、又はそれからなる）。好ましくは、粒子状材料は、約１０〜約５０ミクロン（最も好ましくは約１０〜約４０ミクロン、約１０〜約２５ミクロン、又は約１０〜約１５ミクロン）の平均サイズを有し、約１０〜約４０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２の割合で繊維ウェブの内側に塗布される。例えば粒子状材料は、約１０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上、約１５ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上、約２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上、又は約２５ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上の割合で塗布することができる。典型的には、粒子状物質は、約３５ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以下、さらには約３０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以下など、約４０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以下の割合で塗布される。他の例として、粒子状材料は、約１０〜約２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２、約１０〜約３０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２、約２０〜約３０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２、約２０〜約４０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２、又は約３０〜約４０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２の割合で塗布することができる。実施形態の他の態様では、粒子状材料は、約１０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２、約１５ｌｂｓ／１０００ｆｔ２、又は約２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２の割合で塗布することができる。しかし、特定の繊維マット、スラリーの粘性及び他の要因に応じて、他の塗布の割合及び粉末サイズを用いることもできる。
【００１５】
[0023]他の態様では、石膏ボードに対してさらに機能強化を行うために、乾燥した粒子状物質はさらに、他の充填剤又は添加剤を含むことができる。例えば、乾燥した粒子状材料は、ある量の乾燥したポリマー又は樹脂を含むことが可能であり、それによって、マットの内面に水分バリアを形成することができる。そうした添加剤は、アクリル粉末、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル、ポリエチレングリコール、ポリ塩化ビニルなどの粉末化された再分散可能なポリマー又は樹脂、そうした樹脂のコポリマー（即ち、ＰＶＡ／ＰＶＣコポリマー）、それらの混合物などを含むことができる。１つの手法によれば、乾燥した粒子状物質は、そうした再分散可能なポリマー又は樹脂を約１〜約３０重量パーセント含むことができる。マットに塗布されると、こうしたポリマー又は樹脂は、水を含む石膏スラリーからの水を用いて再分散し、マットの内面上に樹脂の堆積物若しくは他のバリアを全体的に形成する、及び／又はマットの内面からマットを通って部分的に広がる。樹脂又はポリマーは、マットを通過してマットの外面まで広がらないことが予想される。そうした樹脂は一般に、ＥＩＦＳ又は石膏ボードに直接塗布される他の仕上げ系材料の石膏ボードに対するこて塗り適性を改善し、それによって最終ユーザは、より均質な表面仕上げ剤をボードの外面に塗布することが可能になることが分かっている。理論による制限を受けるつもりはないが、再分散した樹脂の粒子は、表面仕上げ剤が水分を保持するのを助け、その結果、塗布中に外側の仕上げ剤から水分を吸収する石膏の芯ではなくボード全体に、表面仕上げ剤をより均一に広げることが可能になると考えられる。
【００１６】
[0024]繊維マットは、任意の適切なタイプのポリマー若しくは鉱物繊維、又はそれらの組合せを含むことができる。適切な繊維の非限定的な例には、ガラス繊維、ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、セルロース繊維（例えば、綿、レーヨンなど）など、並びにそれらの組合せが含まれる。繊維マットは、織られたものも織られていないものも可能であるが、不織マットが好ましい。不織マットは、結合剤によって互いに結合された繊維を含む。結合剤は、マット業界において一般的に使用される任意の結合剤とすることができる。適切な結合剤には、制限はないが、尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ステアレート化メラミンホルムアルデヒド（ｓｔｅａｒａｔｅｄ  ｍｅｌａｍｉｎｅ  ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ）、ポリエステル、アクリル類、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニル又はアクリルを用いて修飾若しくは混合された尿素ホルムアルデヒド又はメラミンホルムアルデヒド、スチレンアクリル系ポリマーなど、並びにそれらの組合せが含まれる。適切な繊維マットには、セメント性物品用の表面仕上げ材料として使用される市販のマットが含まれる。
【００１７】
[0025]一実施形態では、多孔性の繊維マットは、約１０〜約２０ミクロン、さらには約１１〜約１６ミクロンなど、約５〜約２０ミクロンの平均直径及び約２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上の坪量を有する、チョップトガラス繊維又はガラス長繊維から形成されたガラス繊維マットである。多孔性の繊維マットは、例えば約２〜８ミクロン、又は４〜６ミクロンの直径を有するマイクロファイバを含むこともできる。繊維マットは、様々な直径を有する繊維を含むこともできる。例えば、ガラス繊維マットは、約１０〜約２０ミクロンの直径を有するガラス繊維を約７０〜約９０パーセント、及びより小さい約２〜約１５ミクロンの直径を有するガラス繊維を約１０〜約３０パーセント含み、約２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上の坪量とすることができる。他の実施形態では、繊維マットは、約１４ミクロン以上、又は１５ミクロン以上（例えば、約１４〜約１６ミクロン）の直径を有するガラス繊維を約７０〜約９０パーセント、及び約４〜約６ミクロンの直径を有するガラス繊維を約１０〜約３０パーセント含み、約２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上の坪量とすることができる。繊維は任意の適切な長さを有することができる。例えば、マイクロファイバは、様々な長さのものとすることができる。他の繊維は、典型的には約１インチ以下（例えば、約３／８インチ〜１インチ、又は約１／２インチ〜約３／４インチ）の長さを有する。他の例として、そうしたガラス繊維マットの１つは、約１６ミクロンの直径（約１／２インチの長さ）を有する繊維約８０パーセント、及び約１１ミクロンの直径（約１／４インチの長さ）を有する繊維約２０パーセントから形成され、坪量が約２２ｌｂｓ／１０００ｆｔ２である。他の適切なガラス繊維マットは、約１６ミクロンの直径（３／４インチの長さ）を有する繊維約９０パーセント、及び約４〜約６ミクロンの直径（様々な長さ）を有する繊維約１０パーセントから形成され、坪量が約２２ｌｂｓ／１０００ｆｔ２である。
【００１８】
[0026]マットは、ガラス繊維を不織ウェブ内に拘束するように、熱硬化性樹脂を用いて形成されることが好ましい。１つの手法によれば、熱硬化性樹脂は、メラミンホルムアルデヒドと他のアクリル樹脂の混合物などのアクリル樹脂とすることができる。マットは、約５〜４０重量％、約１０〜３０重量％、又は約２０〜３０重量％など、任意の適切な量の結合剤を含むことができる。前述の繊維マットは、本明細書において使用可能な適切なマットの一例にすぎない。本明細書に記載される方法を用いて、様々な組成を有する他の多孔性の繊維マットを使用することも可能であることが理解されるであろう。
【００１９】
[0027]乾燥した粒子状物質は、乾燥した粒子又は固体の粒子を移動するウェブに分散させる、任意の周知の塗布方法を用いてウェブ（即ち、多孔性基板若しくは繊維マットの表面）に堆積させる又は塗布することができる。図１〜４を参照すると、乾燥した粒子状物質（１２）を、石膏ボード変換ラインのウェブの巻出しステーション（１８）とスラリー混合タンク（２０）との間で一列に並んだ、アプリケータ、フィーダ又はホッパ（１３）から繊維マット（１６）の内面（１４）に堆積させる塗布システム（１０）の一例が示されている。この方法では、乾燥した粒子状物質（１２）は、ボード形成ヘッド（２４）の前における、スラリーをウェブ（１６）の上に堆積させる位置（２２）の直前でウェブに塗布される。その場合、乾燥した粒子状物質は、スラリーが堆積する位置（２２）とボード形成ヘッド（２４）の間でのスラリーの滲み出しを最小限に抑える、好ましくは防止するのに効果的である。
【００２０】
[0028]１つの手法によれば、アプリケータ（１３）は、過剰な量の粒子（１２）をその上に保持するテーブル、トレー、ホッパ、フィーダ又は他の容器（３０）を含むことができる。振動回転式フィーダを含む適切なフィーダが市販されている。アプリケータ（１３）は、粒子（１２）をトレー（３０）を介してウェブに塗布するように構成することが可能であり、トレー（３０）は、繊維ウェブ（１６）の内面（１４）がトレー（３０）の下を通過するとき、ある量の粒子（１２）が繊維ウェブ（１６）の内面（１４）の上に移動する又は自由に落下することができるように、所定の量だけ傾斜している。例えば図２に示されるように、テーブル（３０）は、粒子状物質がその前縁（３２）から離れてこぼれる又は落下するように傾斜すると共に、振動を受けるか又は揺さぶられる。前縁（３２）は、粒子状物質のより制御された塗布を可能にするために、きざみ付きの回転輪などの計量装置（３４）を含むことができる。押出ダイ、ロールアプリケータ、カーテンアプリケータ及び同様の方法など他の塗布方法を使用して、粒子状物質をウェブに分散させることが可能であることが理解されるであろう。これまでの記述は、乾燥した粒子をウェブに塗布することができる方法の一例にすぎない。或いは、ウェブを簡単に巻き出し、既存の形成装置において用いることができるように、乾燥した粒子状物質が、マットの供給業者によって既に形成されたウェブにあらかじめ塗布されることもある。この場合、過剰な粒子がウェブに塗布され、出荷及び／又は巻出し中の粉末の損失の原因になることが予想される。
【００２１】
[0029]前述のような好ましい粒子状物質では、粒子はウェブの内面に緩く堆積されるため、一般に塗布後にウェブに付着していないか、又は軽く付着しているだけである。所望される場合には、ならしプレート、ドクターブレード、ニップ、ブラシ、ローラなどを用いて、粒子（１２）を繊維マットの内面全体にならす又は広げることができる。１つの手法によれば、粒子をウェブに塗布した直後、スラリータンク（２０）のところでスラリーを塗布する前に、粒子はブラシ（４０）を用いて広げられる。
【００２２】
[0030]粒子状物質は、繊維ウェブの一部のみに塗布してもよいし、又は繊維ウェブの幅全体に塗布してもよい。石膏スラリーの滲み出しは、形成ヘッドの前における、スラリーを最初にウェブ上に堆積させる場所において最も顕著であることが分かっている。したがって、図３に概略的に示されるように、少なくとも、乾燥した粒子状物質は、繊維マット（１６）の内面（１４）における形成ヘッドの前で石膏スラリーが接触する部分（５０）に塗布すべきである。こうして乾燥した粒子状材料は、それが最も必要とされる場所に、ウェブの孔を通るスラリーの浸透を妨げる又は遮るように配置される。或いは、乾燥した粒子状物質がウェブに付加的な機能特性を与える他の添加剤を含む場合には、乾燥粉末をマット（１６）の幅全体又は実質的に幅全体に塗布することが好ましい。もちろん、これらは例にすぎず、乾燥した粒子状物質を、特定の用途について必要に応じて、ウェブの任意の幅に塗布することが可能である。
【００２３】
[0031]図４を参照すると、石膏スラリーの滲み出しが最小限に抑えられる、好ましくはまったくないマット面付き石膏ボード（１０２）を形成する例示的な方法（１００）が示されている。当該方法（１００）は、最初に不織ガラス繊維マットなどの多孔性基板（１０４）を提供するステップを含む。好ましくは水和可能な無機粉末（１０８）及び任意選択の再分散可能な有機樹脂（１１０）を含む、粒子状物質（１０６）が調製される。次いで、多孔性基板（１０４）の内面に粒子状物質（１０６）が塗布される（１１２）。任意選択で、塗布された粒子状物質（１０６）を基板の内面全体にならし、粒子状物質のより均一な塗布を得ることができる（１１４）。次いで、ある量の石膏スラリーを、多孔性基板の内面上の粒子状物質の少なくとも一部の上に堆積させる（１１６）。次いで、スラリーを堆積させた多孔性基板から石膏ボードを形成する（１１８）。
【００２４】
[0032]石膏の芯は、石膏ベースの材料（例えば、水溶性硫酸カルシウム無水物、硫酸カルシウムα半水和物、硫酸カルシウムβ半水和物、天然の、合成の若しくは化学修飾した硫酸カルシウム半水和物、硫酸カルシウム二水和物（「石膏」、「固化した石膏」若しくは「水和した石膏」）、及びそれらの混合物）に加えて、様々な添加剤の任意のものを含むことができる。添加剤は、石膏ボード又はセメントボードの製造に一般的に用いられる任意の添加剤とすることができる。そうした添加剤には、制限はないが、ミネラルウール、ガラス長繊維又はチョップトガラス繊維（繊維ガラスとも呼ぶ）、パーライト、粘土、バーミキュライト、炭酸カルシウム、ポリエステル及び紙繊維などの構造的な添加剤、並びに疎水化剤、発泡剤、充填剤、促進剤、糖、増強剤（リン酸塩、ホスホン酸塩、ホウ酸塩など）、遅延剤、結合剤（例えば、デンプン及びラテックス）、着色剤、殺菌剤、殺生物剤などの化学的な添加剤が含まれる。こうした添加剤及び他の添加剤の一部の使用例が、例えば米国特許第６，３４２，２８４号、第６，６３２，５５０号、第６，８００，１３１号、第５，６４３，５１０号、第５，７１４，００１号及び第６，７７４，１４６号、並びに米国特許出願公開第２００４／０２３１９１６Ａ１号、第２００２／００４５０７４Ａ１号及び第２００５／００１９６１８Ａ１号に記載されている。
【００２５】
[0033]本明細書に記載されるマット面付き石膏ボードの利点及び実施形態を、以下の実施例によってさらに詳しく説明するが、こうした実施例に記載される特定の材料及びその量、並びに他の条件及び細部は、本発明を不当に制限するものと解釈されるべきではない。特に指示されない限り、すべての百分率は重量に基づくものである。
【００２６】
[0034]以下の実施例は、本発明をさらに詳しく説明するものであるが、もちろん、決して本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
実施例１
【００２７】
[0035]この実施例は、本発明に従って多孔性基板の内面に粒子状物質を塗布して、表面が粉末状の基板を形成することを示す。
【００２８】
[0036]乾燥したスタッコ粉末（ＵＳＧ、イリノイ州シカゴ）を、ガラス繊維マット（Ｊｏｈｎｓ  Ｍａｎｖｉｌｌｅ、コロラド州デンバー）の表面上に２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２の割合で振りかけた。このマットは、直径１６ミクロンの繊維約８０パーセント、及び直径１１ミクロンの繊維約２０パーセントから製造され、坪量が約２２ｌｂｓ／１０００ｆｔ２であった。スタッコはマットの表面上に振りかけたが、スタッコを有機結合剤及びガラス繊維と区別する後方拡散電子画像化を用いたＳＥＭ分析は、スタッコが部分的にマットの隙間に浸透していることを示している。図５及び６は、スタッコを塗布する前のマットのＳＥＭ画像であり、図７及び８は、スタッコをマットの表面上に振りかけた後のマットのＳＥＭ画像である。図５及び７は、レーザーブレードを用いてマットを切断することによって得られた繊維マットの断面を示している。図７の画像では、スタッコはマットの右側の表面（即ち内面）に塗布された。図７及び８の画像におけるスタッコ材は軽量の粒子であり、マットの厚さ内に部分的に広がっているが、反対側の表面には本質的に粒子状物質がないことが示されている（図７の断面図）。
実施例２
【００２９】
[0037]この実施例は、石膏スラリーの滲み出し防止に関する、多孔性基板の内面に塗布された粒子状物質の有効性を示す。
【００３０】
[0038]「２インチ×４インチ」の石膏スラリーの円筒を、その円筒より約２インチ下に配置されたガラスマット（Ｊｏｈｎｓ  Ｍａｎｖｉｌｌｅ）の上に落下させた。その量の石膏をガラスマットの２つの同様の部分に堆積させ、それぞれから小さいボード部分を成形した。一方のガラスマットは、２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２の割合でスラリーを塗布する前、マットの表面全体に広がる量のスタッコ粉末を有していた。他方のガラスマットは、乾燥したスタッコ粉末を有していなかった。それぞれのボードは、連続する同じバッチのスラリーから、固化又は水和の影響を最小限に抑えるようにできるだけ迅速に成形した。図９に示されるように、スタッコがその上に広げられたガラスマット（右側のサンプル）は石膏の滲み出しを示さなかったが、スタッコなしのガラスマット（左側のサンプル）は石膏の滲み出しを示した。
実施例３
【００３１】
[0039]この実施例は、本発明によるマット面付き石膏ボードの調製を示す。
【００３２】
[0040]スタッコ（ＵＳＧ）を８０パーセント、再分散可能な粉末ポリマー（酢酸ビニルコポリマー、ＨＤ１５０１、Ｅｌｏｔｅｘ  ＡＧ、スイス）を２０パーセント含む乾燥した粒子状物質を２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２の割合でガラスマットに塗布して、粒子で充填されたガラスマットを形成した。ガラスマットは、直径１６ミクロンの繊維を約８０パーセント、及び直径１１ミクロンの繊維を２０パーセント含み、坪量が約２２ｌｂｓ／１０００ｆｔ２であった。粒子で充填されたマットの上に石膏スラリーを堆積させ、完成された石膏ボードを形成した。ボードは石膏の滲み出しを示さず、表面仕上げ剤を受け入れる能力が高まった。
実施例４
【００３３】
[0041]この実施例は、本発明によるマット面付き石膏ボードの調製を示す。
【００３４】
[0042]スタッコ（ＵＳＧ）を１００パーセント含む乾燥した粒子状物質を２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２の割合でガラスマットに塗布して、粒子で充填されたガラスマットを形成した。ガラスマットは、直径１６ミクロンの繊維を約８０パーセント、及び直径１１ミクロンの繊維を２０パーセント含み、坪量が約２２ｌｂｓ／１０００ｆｔ２であった。標準的な石膏ボード製造ラインにおいて、粒子で充填されたマットの上に石膏スラリーを堆積させ、完成された石膏ボードを形成した。比較のために、同じ製造ラインで同じ石膏スラリー及びガラスマットを用いて、マットにスタッコ粉末を塗布せずに石膏ボードを製造した。２つのタイプのボードそれぞれについて、マットの外面を調べた。粒子状物質が塗布されたガラスマットを含む石膏ボードを製造した後、外面には著しい石膏スラリーの蓄積がなく清浄であり、粒子で充填されたガラスマットがスラリーの滲み出しを妨げたことを示していた。対照的に、ガラスマットに粒子を塗布せずにボードを製造した後、外面はスラリーの滲み出しを示した。
【００３５】
[0043]不織材料の性質及びその製造方法を説明するために本明細書に記載し図示してきた部品並びに構成要素の細部、材料及び配置について、添付の特許請求の範囲に示されるような原理及び範囲の中で様々な変更を加えることが当業者に可能であることが理解されるであろう。
【００３６】
[0044]本明細書に引用した出版物、特許出願及び特許を含む参考文献はすべて、各参考文献を参照により援用することが個々に且つ明確に指示され、その開示内容全体が本明細書に述べられているのと同じ程度に、参照により本明細書に援用される。
【００３７】
[0045]本発明を記載する文脈における（特に、以下の特許請求の範囲の文脈における）「１つの」（「ａ」及び「ａｎ」）及び「その」（「ｔｈｅ」）という用語、並びに類似の指示対象の使用は、本明細書において特に指示されない限り又は文脈によって明確に否定されない限り、単数と複数の両方を包含するものと解釈されたい。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」という用語は、特に言及されない限り、制限のない用語（即ち、「それだけに限定されないが、〜を含む」を意味するもの）として解釈されたい。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書において特に指示されない限り、当該範囲内に含まれるそれぞれ個々の値を別個に参照する略式の方法として機能することを意図したものにすぎず、個々の値はそれぞれ、それが別個に本明細書に記載されるのと同じ程度に、本明細書に援用される。本明細書に記載される方法はすべて、本明細書において特に指示されない限り又は文脈によって特に明確に否定されない限り、任意の適切な順序で実施することが可能である。本明細書に示されるあらゆる例、又は例示的な言葉（例えば、「など（ｓｕｃｈ  ａｓ）」）は、本発明をより適切に示すことを意図したものにすぎず、特に主張されない限り、本発明の範囲に対する制限を課すものではない。本明細書における言葉は、請求されない要素を本発明の実施に不可欠な要素として示すものと解釈されるべきでない。
【００３８】
[0046]本明細書では、本発明を実施するために本発明者等が理解しているベストモードを含む、本発明の好ましい実施形態が記載されている。これまでの記述を読めば、当業者にはそうした好ましい実施形態の変形形態が明らかになり得る。本発明者等は、当業者がそうした変形形態を適宜使用することを期待しており、また本発明が本明細書に具体的に記載されたものとは異なる他の方法で実施されることを意図している。したがって本発明は、適用可能な法によって許容されるように、本明細書に添付の特許請求の範囲に記載される対象のすべての修正形態及び均等物を含む。さらに、本明細書において特に指示されない限り又は文脈によって特に明確に否定されない限り、可能なすべての変形形態における前述の要素の任意の組合せも本発明に包含されるものとする。
【図１】
2010534577.tif 000003
【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８】
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【図９】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年3月24日(2010.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏ボードを形成する方法であって、
（ａ）内面を有する多孔性基板を提供するステップと、
（ｂ）前記多孔性基板の前記内面に粒子状物質を塗布して、表面が粉末状の基板を形成するステップであり、任意選択で前記粒子状物質が、前記多孔性基板の前記内面から前記多孔性基板の中に部分的に広がり、その結果、前記内面の反対側の前記多孔性基板の外面には本質的に前記粒子状物質がないステップと、
（ｃ）前記表面が粉末状の基板の前記内面における前記塗布された粒子状物質の少なくとも一部の上に水を含む石膏スラリーを堆積させて、スラリーで被覆された基板を形成するステップであり、前記粒子状物質が前記多孔性基板内の孔の一部を満たし、前記孔を通って前記石膏スラリーが浸透するのを妨げるステップと、
（ｄ）前記スラリーで被覆した基板から前記石膏ボードを形成するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記粒子状物質が水和可能な粉末を含み、前記水を含む石膏スラリーからの水が前記水和可能な粉末を水和し、任意選択で前記水和可能な粉末が、硫酸カルシウム半水和物などの石膏ベースの粒子を含み、任意選択で前記水和可能な粉末が、炭酸カルシウム、粘土及びそれらの混合物から選択される充填剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記粒子状物質が、アクリル類、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル、それらのコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される再分散可能な有機粒子を含み、任意選択で前記粒子状物質が、前記再分散可能な有機粒子を約１〜約３０重量パーセント含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記多孔性基板が不織ガラス繊維マットであり、任意選択で前記不織ガラス繊維マットが、約１０〜約２０ミクロンの直径を有するガラス繊維を約７０〜約９０パーセント、及びより小さい約５〜約１５ミクロンの直径を有するガラス繊維を約１０〜約３０パーセント含み、約２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上の坪量であり、任意選択で前記不織ガラス繊維マットが、約１６ミクロンの直径を有するガラス繊維を約８０パーセント、及び約１１ミクロンの直径を有するガラス繊維を約２０パーセント含み、約２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上の坪量である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記水を含む石膏スラリーを前記多孔性基板の前記内面に堆積させる前に、前記塗布された粒子状物質を前記多孔性基板の前記内面全体に広げるステップをさらに含み、任意選択で前記粒子状物質が、約１０〜約４０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２の割合で前記多孔性基板の前記内面に塗布される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
（ａ）石膏ベースの芯と、
（ｂ）前記石膏ベースの芯の少なくとも１つのサイドを向いた内面を有する繊維マットと、
（ｃ）前記繊維マットの前記内面上にあり、前記繊維マットの前記内面から前記繊維マットの中に部分的に広がる水和した粒子状材料と
を備え、
前記水和した粒子状材料が前記石膏ベースの芯と独立に供給される、及び／又は前記水和した粒子状材料の組成が前記石膏ベースの芯の組成と異なる、マット面付き石膏ボード。
【請求項７】
前記水和した粒子状材料が、硫酸カルシウム半水和物などの石膏ベースの粒子を含み、任意選択で前記水和した粒子が、炭酸カルシウム、粘土及びそれらの混合物から選択される充填剤を含む、請求項６に記載のマット面付き石膏ボード。
【請求項８】
前記水和した粒子状材料が、アクリル類、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル、それらのコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される再分散可能な有機粒子を含み、任意選択で前記水和した粒子状材料が、前記再分散可能な有機粒子を約１〜約３０重量パーセント含む、請求項６又は７に記載のマット面付き石膏ボード。
【請求項９】
前記繊維マットが、約１５ミクロン以上の直径を有するガラス繊維を約７０〜約９０パーセント、及び約４〜６ミクロンの直径を有するガラス繊維を約１０〜約３０パーセント含み、約２０ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上の坪量であり、及び／又は前記繊維マットが、約１６ミクロンの直径を有するガラス繊維を約８０パーセント、及び約１１ミクロンの直径を有するガラス繊維を約２０パーセント含む不織ガラス繊維マットをさらに含み、約２２ｌｂｓ／１０００ｆｔ２以上の坪量である、請求項６〜８のいずれか一項に記載のマット面付き石膏ボード。
【請求項１０】
前記繊維マットの前記内面の反対側の前記繊維マットの外面には、本質的に前記水和した粒子状物質がない、請求項６〜９のいずれか一項に記載のマット面付き石膏ボード。
【国際調査報告】
2010534577.tif 000012
2010534577.tif 000013
2010534577.tif 000014