(57)【要約】無機繊維ランダム配向ガラス繊維からなる面シートを有する複層石膏ボードは石膏スラリーが完全に浸透し、石膏スラリーは無機繊維間のランダムな隙間の中を侵入し、そしてボード表面を被覆する。複層石膏ボードは、未固化石膏へ高分子化合物を添加してもよく、化合物は、以下のポリアクリルアミド、ポリメチルアクリルアミド、ポリビニリデンクロライド、ポリアミド、ポリ（ヘキサメチレンアジパミド）、ポリビニルクロライド、ポリエチレン、セルロースアセテート、ポリイソブチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリクロロプレン、スチレン、ブラジエン、天然ゴム、ポリ（２，６ジメチルペンテンオキシド）、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）およびポリジメチルシロキサンの１つを含む。複層石膏ボードは、高分子添加剤と固化石膏との混合物からなる第一層を含んでもよく、固化石膏は外面になりかつランダム配向無機繊維薄シートに浸透して、芯石膏を固化石膏と高分子化合物との組合せを有する２面層内に包みこむ。【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維表面シートを有する石膏ボードの製造方法であって、
第一の密度を有する第一の石膏スラリーを準備し；
前記第一石膏スラリーの所定量を、少なくとも一枚の第一の連続シートに塗布し、ここで前記シートは、繊維間にランダムな隙間を有するランダムに配向した無機繊維を含み；
前記第一無機繊維連続シートに石膏塗布ステーションを通過させ、ここで前記ステーションは、無機繊維シートを通すための二個のアプリケータホイールを具備して、第一密度の第一石膏スラリーを無機繊維間の前記ランダム隙間に浸透させて前記第一無機繊維シートの上下両表面を第一密度の第一石膏スラリーで被覆するようにし；
第二の密度を有する第二の石膏スラリーを前記第一無機繊維シートの上に付着させて、前記第二石膏スラリーを前記第一無機繊維シートの上方向面に本質的に均等に分配させ；
第三の密度を有する第三の石膏スラリーを前記少なくとも一枚の無機繊維連続シートからなる第二のシートに塗布し、ここで前記第二無機繊維シートは繊維間にランダムな隙間を有し、前記第三石膏スラリーを前記ランダム隙間に本質的に完全に浸透させて、それによって前記第二無機繊維シートの上下両表面を第三石膏スラリーで被覆し；
前記第二無機繊維シートを第二石膏スラリーの上に当てて、これによって前記第二石膏スラリーを前記第一および第二無機繊維シートで包んで湿潤石膏ボードを形成し；そして、
前記湿潤石膏ボードに下側成形板および上側成形板を有するボード成形ステーションを通過させることによって前記石膏ボード製品を形成し、ここで前記上側成形板は、その少なくとも一部が前記下側成形板に対して所定の角度に設定され、前記下側成形板と前記上側成形板の前記一部との離隔距離が製造される石膏ボード製品の所望厚みに実質的に等しい所定寸法を規定する、
工程からなる前記方法。
【請求項２】
無機繊維表面シートを有する石膏ボードの製造方法であって、
第一の密度を有する第一の石膏スラリーを準備し；
前記第一石膏スラリーの所定量を少なくとも一枚の第一の連続シートに塗布し、ここで前記シートは繊維間にランダムな隙間を有するランダムに配向した無機繊維を含み；
前記第一無機繊維連続シートに石膏塗布ステーションを通過させ、ここで前記ステーションは、無機繊維シートを通すための少なくとも一個のアプリケータホイールを具備して、第一密度の第一石膏スラリーを無機繊維間の前記ランダム隙間に浸透させて前記第一無機繊維シートの上下両表面を第一密度の第一石膏スラリーで被覆するようにし；
第二の密度を有する第二の石膏スラリーを前記第一無機繊維シートの上に付着させて、前記第二石膏スラリーを前記第一無機繊維シートの上方向面に本質的に均等に分配させ；
第三の密度を有する第三の石膏スラリーを前記少なくとも一枚の無機繊維連続シートからなる第二のシートに塗布し、ここで前記第二無機繊維シートは繊維間にランダムな隙間を有し、前記第三石膏スラリーを前記ランダム隙間に本質的に完全に浸透させて、それによって前記第二無機繊維シートの上下両表面を第三石膏スラリーで被覆し；
前記第二無機繊維シートを第二石膏スラリーの上に当てて、これによって前記第二石膏スラリーを前記第一および第二無機繊維シートで包んで湿潤石膏ボード製品を形成し；
前記湿潤石膏ボードに下側成形板および上側成形板を有する第一のボード成形ステーションを通過させることによって前記石膏ボード製品を形成し、ここで前記上側成形板は、その少なくとも一部が前記下側成形板に対して所定の角度に設定され、前記下側成形板と前記上側成形板の前記一部との離隔距離が製造される石膏ボード製品の所望厚みに実質的に等しい所定寸法を規定し；そして、
下側成形板と第二の上側成形板を有する第二の成形ステーションを準備し、ここで前記第二上側成形板の少なくとも一部は、マニホールドを通って加圧水に連結されかつ第二上側成形板のボード接触板にて複数の微孔性開口で終端している複数の微孔管を有し、操作中は、微孔性開口が石膏ボード製品の上面に水の膜を付与し、該膜が前記第二上側成形板のボード接触面によって作用される力と共同してきわめて滑らかな表面をボード上に作りだす、
工程からなる前記方法。
【請求項３】
前記第一石膏スラリーを準備する工程は、さらに前記第二スラリー密度よりも実質的に高密度なスラリー密度を有する前記第一石膏スラリーを準備することからなる、請求項１または２に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項４】
前記第三石膏スラリーを塗布する工程は、さらに前記第一石膏スラリー密度と実質的に同一の第三石膏スラリー密度を有する第三石膏スラリーを塗布することからなる、請求項１に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項５】
前記第一および第三石膏スラリーを前記上および下側無機繊維シートに塗布する工程は、さらに前記石膏スラリーの供給を同一の石膏スラリー供給源から得ることからなる、請求項項１に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項６】
前記上および下側シートの無機繊維が、さらにガラス繊維からなる、請求項項１に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項７】
前記第一石膏スラリーを付着する工程の前に添加工程をさらに含み、該添加工程が、前記石膏スラリーを前記下側無機繊維シートに付着して石膏スラリー層を作る前に、高分子化合物添加剤を前記第一石膏スラリーに導入することからなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項８】
前記ボード成形ステーションに後続して、アクリル樹脂塗料を前記石膏ボードの上および下側の少なくとも一側に塗布し、前記アクリル樹脂塗料を前記第一および第三石膏スラリーと結合させる工程をさらに含む、請求項６または７に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項９】
前記第二無機繊維シートを第二石膏スラリーの上に当てる工程の前に、前記第一無機繊維連続シートの側端を前記第二石膏スラリーの上に折り返す工程をさらに含む、請求項１または２に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項１０】
前記第一無機繊維連続シートに石膏塗布ステーションを通過させる工程は、さらに前記二個のアプリケータホイールを、前記石膏塗布ステーションを通過する前記無機繊維シートの移動に対して正方向に回転させることからなる、請求項１または２に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項１１】
前記第一無機繊維連続シートに石膏塗布ステーションを通過させる工程は、さらに前記二個のアプリケータホイールを、前記石膏塗布ステーションを通過する前記第一無機繊維シートの移動に対して逆方向に回転させることからなる、請求項１または２に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項１２】
前記第二石膏スラリーを前記第一無機繊維連続シートに付着する工程は、前記未固化第二石膏スラリーを前記上方向第一無機繊維シートに均一に被覆するために、前記未固化第二石膏スラリーを前記第一無機繊維連続シートの上に分散させる工程を従える、請求項１または２に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項１３】
前記第一無機繊維連続シートに石膏塗布ステーションを通過させる工程は、さらに前記第一無機繊維連続シートに二個のアプリケータホイールを通過させ、前記アプリケータホイールの少なくとも一個はその表面に高分子被覆薄膜を備える、請求項１または２に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項１４】
前記第一無機繊維連続シートに石膏塗布ステーションを通過させる工程は、さらに前記第一無機繊維連続シートに二個のアプリケータホイールを通過させ、前記アプリケータホイールの少なくとも一個はその表面に高分子被覆膜を備え、該高分子被覆膜はテフロン（商標）からなる、請求項１または２に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項１５】
前記石膏ボード製品の側端を成形して前記石膏ボード製品の上面の平滑化を完了するために、ボード成形工程後、湿潤石膏ボードにエッジバーアセンブリを通過させることをさらに含む、請求項１または２に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項１６】
ボード成形工程後、アクリル樹脂塗料を石膏ボード上の前記高分子層を含有する石膏スラリーへ前記高分子が硬化する前に塗布することを含むアクリル樹脂塗布工程をさらに含む、請求項７に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項１７】
前記アクリル樹脂塗料がフラッドコーティングにより塗布される、請求項１６に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項１８】
前記添加工程は、前記未固化石膏へ、ポリアクリルアミド、ポリメチルアクリルアミド、ポリビニリデンクロライド(PVDC)、ナイロン（商標）、ポリビニルクロライド(PVC)、ポリエチレン、セルロースアセテート、Bunyl（商標）ゴム、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、スチレン、ブタジエン、スチレンブタジエン共重合体、ネオプレン（商標）、テフロン（商標）、天然ゴム、ポリ(2,6ジメチルペンテンオキシド)、ポリ4-メチルペンテン-1およびポリジメチルシロキサンからなる群から選ばれる少なくとも一種の高分子化合物を添加することからなる、請求項７に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項１９】
第二ボード成形工程後、アクリル樹脂塗料を石膏ボード上の前記高分子層を含有する石膏スラリーへ前記高分子が硬化する前に塗布することを含むアクリル樹脂塗布工程をさらに含む、請求項２に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項２０】
前記アクリル樹脂塗料がフラッドコーティングにより塗布される、請求項１９に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項２１】
石膏ボード製品の上面に適用される水膜が連続フィルムからなる、請求項２に記載の石膏ボードの製造方法。
【請求項２２】
少なくとも一種の高分子化合物を固化石膏内に混入した固化石膏とランダムに配向した無機繊維の第一薄シートとの混合物からなる第一層であって、前記第一薄シートは外面を有し、前記第一の薄いシートの外面は前記固化石膏および高分子化合物の組合せの中に浸透して本質的に包まれた前記第一層と、
固化石膏からなる第二層であって、前記第二層内の固化石膏は前記第一層の固化石膏よりも密度が低い前記第二層と、
ランダムに配向した無機繊維の第二の薄いシート内に浸透した固化石膏からなる第三層であって、前記第二薄シートは外面を有し、前記第二薄シートの外面は前記第三層の固化石膏の中に本質的に包まれ、前記第一層内の固化石膏が前記第二層の固化石膏と一体に結合し、前記第二層の固化石膏が前記第三層の固化石膏と一体に結合している前記第三層とからなる複層石膏ボード。
【請求項２３】
少なくとも一種の高分子化合物を固化石膏内に混入した固化石膏と第一の薄いマット材料との混合物からなる第一層であって、前記第一薄マット材料は外面を有し、前記第一薄マット材料の外面は前記固化石膏が浸透して本質的に包まれた前記第一層と、
固化石膏からなる第二層であって、前記第二層内の固化石膏は前記第一層の固化石膏よりも密度が低い前記第二層と、
第二の薄いマット材料内に浸透した固化石膏からなる第三層であって、前記第二薄マット材料は外面を有し、前記第二薄マット材料の外面は前記第三層の固化石膏の中に本質的に包まれ、前記第一層内の固化石膏が前記第二層の固化石膏と一体に結合し、前記第二層の固化石膏が前記第三層の固化石膏と一体に結合している前記第三層とからなる複層石膏ボード。
【請求項２４】
前記薄い無機繊維シートがガラス繊維からなる、請求項２２または２３に記載の複層石膏ボード。
【請求項２５】
前記ガラス繊維は、平均繊維径約１３〜１６μｍの細長い繊維からなる、請求項２２または２３に記載の複層石膏ボード。
【請求項２６】
前記固化石膏内に混入した少なくとも一種の高分子化合物は、ポリアクリルアミド、ポリメチルアクリルアミド、ポリビニリデンクロライド(PVDC)、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)、ポリアミド、ポリビニルクロライド(PVC)、ポリエチレン、セルロースアセテート、ポリイソブチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、スチレン、ブタジエン、スチレンブタジエン共重合体、ポリクロロプレン、テトラフルオロエチレンフルオロカーボン、フッ素化エチレンプロピレン、天然ゴム、ポリ(2,6ジメチルペンテンオキシド)、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)およびポリジメチルシロキサンからなる群から選ばれる、請求項２２または２３に記載の複層石膏ボード。
【請求項２７】
前記第一および第二の薄い無機繊維シートがガラス繊維からなる、請求項２２または２３に記載の複層石膏ボード。
【請求項２８】
シートを構成する繊維の間にランダムな隙間を有する無機繊維連続シートの供給源、石膏配給機構を備えた石膏スラリーミキサー、前記石膏スラリーを前記無機繊維間の隙間に浸透させるための少なくとも一の石膏浸透ステーション、石膏芯配給機構、前記無機繊維の連続シートを前記芯石膏へ合体させるためのシート集合機構、および、形成された石膏ボードをシート集合機構から搬送するための表面を備えたベルトを有する石膏コンベアラインからなる石膏ボード成形装置において、
ａ）前記ベルト表面に載るように適用された底面を有する側方に配置された二個のエッジシューと、
ｂ）前記エッジシューに取り付けられる、側方に配置されたエッジバークランプ要素と、
ｃ）二個の端部を有し、前記ベルト面の上かつ前記エッジバークランプ要素間に延在する縦方向エッジバーであって、前記エッジバーの各端部が前記側方に配置された一個のエッジバークランプ要素内に配置される前記エッジバーとを備え、
ｄ）各エッジシューへフラッパエッジ機構が取り付けられ、ここで前記フラッパエッジ機構は、エッジバーによって湿潤石膏ボードから掬い取られた未固化石膏がベルトの上に溢れるのを留めるための、石膏ボードの端部に接する内側面を有するエッジバーアセンブリ、
を備えた前記石膏ボード成形装置。
【請求項２９】
前記エッジバーは、さらに湿潤石膏ボードの表面を掬うための丸みのある前底縁を備える、請求項２８に記載の石膏ボード成形装置。
【請求項３０】
前記石膏ボード面の少なくとも一面にアクリル樹脂塗料をフラッドコーティングによって塗布するためのアクリル樹脂塗布ステーションをさらに備える、請求項２８に記載の石膏ボード成形装置。
【請求項３１】
シートを構成する繊維の間にランダムな隙間を有する無機繊維連続シートの供給源、石膏配給機構を備えた石膏スラリーミキサー、前記石膏スラリーを前記無機繊維間の隙間に浸透させるための少なくとも一個の石膏浸透ステーション、石膏芯配給機構、前記無機繊維の連続シートを前記芯石膏へ合体させるためのシート集合機構、および、形成された石膏ボードをシート集合機構から搬送するための表面を備えたベルトを有する石膏コンベアラインからなる石膏ボード成形装置において、
ａ）少なくとも二個のエッジバー据付基台であって、各基台をエッジバーアセンブリの側端に据付けた前記基台と、
ｂ）二個の側方に配置されたアームであって、各アームを各エッジバー据付基台に取り付けた前記アームと、
ｃ）二個の端部を有し、前記少なくとも二個のエッジバー据付基台間に延在する縦方向エッジバーと、
ｄ）前記エッジバーに取り付けられる、側方に配置されたエッジバークランプ要素とを備え、
ｅ）各エッジバー据付基台へフラッパエッジ機構が取り付けられ、前記フラッパエッジ機構は、エッジバーによって湿潤石膏ボードからすくい取られた未固化石膏がベルトの上に溢れるのを留めるための、石膏ボードの端部に接する内側面を有するエッジバーアセンブリ、
を備えた前記石膏ボード成形装置。
【請求項３２】
前記エッジバーは、さらに湿潤石膏ボードの表面を掬うための底縁、およびエッジバーの先導端に配置した予備成形板を備え、前記予備成形板は前記底縁に対して角度を有する、請求項３１に記載の石膏ボード成形装置。
【請求項３３】
前記角度が約３０°〜６０°の範囲にある、請求項３２に記載の石膏ボード成形装置。
【請求項３４】
前記角度が約４５°である、請求項３３に記載の石膏ボード成形装置。
【請求項３５】
前記フラッパエッジ機構は、さらにエッジバーアセンブリの側端に配置された少なくとも一個のフラッパを備え、該フラッパは、平滑な表面からなり、かつつやつやしたあるいはこびりつかない材料を有する、請求項３１〜３４のいずれか一項に記載の石膏ボード成形装置。
【請求項３６】
前記つやつやしたあるいはこびりつかない材料は、さらにテフロン（商標）からなる、請求項３５に記載の石膏ボード成形装置。
【請求項３７】
前記第一層の固化石膏内に混入される少なくとも一種の高分子化合物は、ポリアクリルアミド、ポリメチルアクリルアミド、ポリビニリデンクロライド(PVDC)、ポリアミド、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)、ポリビニルクロライド(PVC)、ポリエチレン、セルロースアセテート、ポリイソブチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、スチレン、ブタジエン、スチレンブタジエン共重合体、ポリクロロプレン、テトラフルオロエチレンフルオロカーボン、フッ素化エチレンプロピレン、天然ゴム、ポリ(2,6ジメチルペンテンオキシド)、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)およびポリジメチルシロキサンからなる群から選ばれる、請求項３１〜３６のいずれか一項に記載の石膏ボード成形。
【請求項３８】
上および下外面層を有する複層石膏ボードであって、各外面層は、固化石膏が浸透し、かつ固化石膏内に本質的に包まれた薄いマットを含み、固化石膏は固化石膏内に少なくとも一種の高分子化合物を含む前記複層石膏ボード。
【請求項３９】
前記無機繊維はランダムに配向したガラス繊維である、請求項３１〜３８のいずれか一項に記載の複層石膏ボード。
【請求項４０】
前記薄いマット材料は、さらに無機繊維からなる、請求項３１〜３８のいずれか一項に記載の複層石膏ボード。
【請求項４１】
前記無機繊維は、平均繊維径約１３〜１６μｍの細長い繊維からなる、請求項３１〜４０のいずれか一項に記載の複層石膏ボード。
【請求項４２】
前記第一または第三層の一方から他方の前記第一または第三層へ延在する、ランダムに配向した無機繊維の前記薄いシートのうちの一枚で包まれた側端を備えた、請求項３３〜３５のいずれか一項に記載の複層石膏ボード。
【請求項４３】
前記第一または第三層の一方から他方の前記第一または第三層へ延在する、ランダムに配向した無機繊維の前記薄いシートのうちの一枚で包まれた側端を備えた、請求項２２、２３、３７、３８、３９、４０、４１または４２に記載の複層石膏ボード。
【請求項４４】
前記側端は、前記第一および第三層うちの一方のランダムに配向した無機繊維が側端へ折り返され、さらに他方の前記第一および第三層の上に若干延在している、請求項４３に記載の複層石膏ボード。
【請求項４５】
前記側端は、前記第一および第三層うちの一方のランダムに配向した無機繊維が側端で折り返され、さらに他方の前記第一および第三層の上に若干延在している、請求項４４に記載の複層石膏ボード。
【請求項４６】
シートを構成する繊維の間にランダムな隙間を有する無機繊維連続シートの供給源、石膏配給機構を備えた石膏スラリーミキサー、前記石膏スラリーを前記無機繊維間の隙間に浸透させるための少なくとも一個の石膏浸透ステーション、石膏芯配給機構、前記無機繊維の連続シートを前記芯石膏へ合体させるためのシート集合機構、および、形成された石膏ボードをシート集合機構から搬送するための表面を備えたベルトを有する石膏コンベアラインからなる石膏ボード成形装置において、
ａ）エッジシューに取り付けられ、少なくとも一個の側方に配置されたエッジバークランプ要素にて側方に配置された二個のエッジシューと、
ｂ）少なくとも一個の横方向に延在する成形板とを備え、
前記成形板は、二個の端部を有し、成形される石膏ボードの上面かつ前記エッジバークランプ要素の上に延在して、成形板が前記石膏ボード上面に載りかつ上面を平滑化し、前記上側成形板の少なくとも一部は、加圧水の供給源に連結されかつ上側成形板のボード接触面にて複数の微孔性開口で終端している複数の微孔管を有し、操作中は、微孔性開口が石膏ボード製品の上面に水の膜を付与し、該膜が前記上側成形板のボード接触面によって作用される力と共同してきわめて滑らかな表面をボードの上に作りだす石膏成形ステーションアセンブリ、
を備えた前記石膏ボード成形装置。
【請求項４７】
前記加圧水の供給源は、マニホールドを通って前記複数の微孔管へ連結される、請求項４６に記載の石膏ボード成形装置。
【請求項４８】
前記加圧水の供給源は、水の連続膜を石膏ボード製品の上面の表面全体に付与する、請求項４７に記載の石膏ボード成形装置。
【請求項４９】
前記供給源中の加圧水は、化学添加剤を含む、請求項４８に記載の石膏ボード成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に石膏ボードおよびその製造に関し、より詳細には高分子塗料を受け入れおよび接着が可能な少なくとも一の面または表面を有し、しかも迅速かつ効率的に製造される石膏ボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
石膏ボードおよびその製造は、特に加工容易な建築材料を提供するために建築産業から注目されており、その均質性は一般建築用途に使用可能である。石膏ボードの好ましい特性として、滑らかな加工面、全体にわたっての均一な厚み、および塗料や他の保護被覆のような強化仕上げをその上に提供する機能も挙げられる。
【０００３】
石膏ボードの製造における最近の進歩は、石膏ボードを設置する用途への耐久性と多用性も増したことである。
【０００４】
建築ボード分野での特に有益な進歩は、ガラス繊維強化石膏（GRG)ボードとして知られている。GRGボードとその製造は建設業界で周知であり、自己の米国特許第4,378,405に記載され、これを本明細書に参考文献として編入する。米国特許第4,378,405に従って作製された製品は、自己の譲受人BPB株式会社によって”グラスロック（Glasroc）”の名で販売されている。一般建築用GRGボードは、主材面の一面または両面の直下に不織ガラスマットを有する石膏芯材から成る。前記米国特許第4,378,405では、マットを被せるかまたは敷いた芯材スラリーを振動させることによって、スラリーにマットを通過させてマットを芯材に導入し、その結果、石膏の表層または複層が芯材と一体になる。GRGボードは、汎用の板紙よりも強靭とみなされ、優れた耐火性を示す。
【０００５】
GRGボードの製造は、不織ガラス繊維マットまたは比較的短径（例えば１３μｍ（０．００５インチ））の繊維を採用することによって、強度を付与する必要性とボードを形成する石膏スラリーからマットを通して効率的に確実に排気する必要性との折り合いをつけている。これは、ボードのエッジマージンで特に問題であり、そこでは底部マットが未切断ボードの縁部を規定するボードの上面に持ち上がる。この領域で排気が充分でないと、切断ボードのエッジマージンにボイドを招来し、その結果、ボードのエッジ強度を減少させる。
【０００６】
エッジマージンのボイドの問題は、マット、特に底部マットの繊維径を増すこと（例えば１６μｍ（０．００６５インチ）まで）によって対処しており、空気の排気と石膏スラリーの浸透をより容易にするが、結果としてこれはボードの強度の減少を生じ得る。
【０００７】
さらに、費用対効果の関係を最適にする妥協策が、ガラスマット繊維を通るスラリー浸透量から生じる。スラリーがガラスマット繊維の表面の本質的にあらゆるところに確実に浸透するために、前記米国特許第4,378,405は、振動、例えばそこに開示されているバイブレータの使用を教示する。バイブレータは、ガラスとスラリー組成物を振動させて、ガラスマット繊維の”織地を通ってスラリーが浸透”してガラスマット繊維の外面に薄い連続膜を形成することを保証する。
【０００８】
スラリー薄膜をガラスマット表面の外面上に形成し、ガラス繊維の露出を防止し、そうして建設作業者が手の防護カバーを必要とすることなく取り扱うことのできる滑らかな作業石膏ボード面を提供することが望ましいことがわかっている。ガラス繊維の露出した石膏ボード、例えば米国特許第4,647,496；4,810,659；5,371,989；5,148,645；5,319,900および 5,704,179に教示のものを建設現場で作業者が取り扱うと、露出したガラス繊維が素手の皮膚に侵入し、これは一般に作業者に不快を生じさせることが判明している。さらに、滑らかな石膏ボード表面の後の仕上げ（例えば塗装）が、前仕上げ工程（例えば下塗り）を追加する必要性を最小限にし得る理由からより好ましいことも判明している。
【０００９】
石膏ボード製造設備は、ガラスマットが構造用上張りへ利用されようとされまいと、場所、装置および石膏ボード製造ラインを再構築する休止時間のコストの点で大資本を要する。いろいろな石膏ボード製品、例えば標準の紙面石膏ボード、ガラスマット裏張りボードなどを製造する際に、製造ラインの休止時間は、石膏ボードの製造遅延と仕事の無い製造作業者の浪費時間において多大なコストに相当する。
【００１０】
製造ラインを一のタイプの石膏ボードの製造から他のタイプへ切り替えるときに、長期間の製造シャットダウンの無い、改造の容易な石膏ボード製造施設を提供することが好都合であることが判明している。
【００１１】
石膏ボード製造ラインを確立する上で検討するもう一つのことは、液体状態の石膏スラリーに、成形、水和として知られる工程の準備、次いで切断、加工処理、そして固化した石膏から脱水するのに要求される長時間から生じる。全工程を遂行するには所定の時間がかかり、それは、石膏ボードラインで加工処理し得る石膏ボード量について妥協不可能な制約となる。
【００１２】
これらの検討事項に適応するために、標準的な石膏ボードラインは長さが増してきており、石膏がラインに沿って通過する際に充分な時間をかけて、石膏ボードの製造、水和および切断を可能にし、同時に単一ボードライン上で製造される石膏ボードの生産高を増やす。
【００１３】
ボードラインが充分な速度で運転され、その間、石膏ボードの所望の生産高を維持し、また作業の効率性と生産される石膏ボードを一定した品質に保持することが重要である。したがって、コンベアが石膏ボード成形ステーション下流に存在する水和および硬化工程のために石膏ボードを取り上げるので、未固化石膏ボードの連続供給をコンベアベルトの速度と一致させるのが好ましい。したがって、石膏ボードの効率的な製造方法は、石膏ボードがコンベアベルトフロー末端で充分に水和および硬化されるように、所望の生産速度に応じた長さを有する生産ラインを使用しなければならない。
【００１４】
コスト対効果の検討事項を最適化するさらなる妥協は、面材とし利用される際の鉱物またはガラスマット繊維へのスラリー浸透量から生じる。未固化石膏スラリーがガラスマット繊維の表面の本質的に全体にわたって浸透するのを確実にするには、前記米国特許第4,378,405は、振動（例えばそこに開示されるバイブレータによって）を使用することを教示する。バイブレータは、ガラスマットとスラリー組成物を振動させ、ガラスマット繊維の織地へスラリーが確実に浸透して、ガラスマット繊維の外面に滑らかな連続膜を形成する。
【００１５】
ガラスマットの外表面にスラリーの薄膜を形成し、ガラス繊維の露出を回避して、手の保護カバー無しで取扱い可能な石膏ボードの滑らかな作業表面を呈することが望ましいことが判明している。ガラス繊維の露出した石膏ボード、例えば米国特許第4,647,496；4,810,659；5,371,989；5,148,645；5,319,900；および5,704,179に教示のものを建設現場で作業者が取り扱うと、露出したガラス繊繊維が素手の皮膚に侵入し、これは一般に作業者に不快を生じさせることが判明している。さらに、滑らかな石膏ボード表面の後の仕上げ（例えば塗装）は、前仕上げ工程（例えば下塗り）を追加する必要性を最小限にする理由からより好ましいことも判明している。
【００１６】
前記米国特許第4,378,405で利用される方法によって提供される石膏ボードの滑らかな表面は、充分な能力があることが知れているけれども、石膏ボードラインの操作は、迅速にかつ手に入る資源をより効率的に使用して運転することが望ましい。前記米国特許第4,378,405で利用される方法によって提供される石膏ボードの滑らかな表面は、述べた目的を達成するには適当であるけれども、製造方法、特に振動工程はボード製造操作を減速させ、そして消費者が望みかつ生産遅延とそれゆえのコストと競うことの可能な特定の用途にのみ有用でありがちである。さらに、米国特許第4,378,405に教示されるようなGRG石膏ボード製造方法を標準的石膏ボードに利用することは可能でない。なぜなら、その方法は、ボード製造ラインに、実行するのに時間と資本のかかる構造転換を必要とするからである。
【００１７】
時間の面で適応させなければならない別の配慮は、未露出のガラス繊維が表面に沿って延在せずに清浄で滑らかな表面を石膏ボードの上に作るように、ガラス繊維マットへ石膏スラリーが浸透する好ましさである。ガラススラリーがマットへ浸透するのに充分な時間を許容する必要性も、石膏ボード製造ラインの速度を制限する。
【００１８】
比較的高い速度で製造可能で、比較的短径の繊維を使用することによって高い一体構造性と強度を有し、そして石膏ボードのさらなる仕上げに理想の表面を提供する高分子添加材料を表面被覆に含み得る石膏ボードおよびその製造方法を提供することが望ましいことがわかっている。本発明による石膏ボード製品製造方法は、石膏ボード製造ラインを例えば紙張り石膏ボード製造ラインから、ここに本発明に従う石膏ボードの実施態様に記載された一種以上の石膏ボード製造ラインへ変換するために、迅速かつ効率的な移行が可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、本発明の方法を利用することによって本発明の製品を提供でき、そして、この本発明の石膏ボード製造設備は、標準的な石膏ボードライン、例えば紙裏張り石膏ボードを製造するラインから、本発明によって、石膏の薄膜で完全に被覆されたガラスマットを利用する方法へ生産ラインの分解と建替えを必要とせずに迅速に移行する能力を付与することができる。本発明の製造ラインは、さらに比較的滑らかでそして他の調整無しに利用または仕上げ可能な表面を有する石膏ボードを含む本発明の実施態様を製造するのに使用し得る。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
したがって、無機繊維、好ましくはランダムに配向した無機繊維からなる表面シートを有する石膏ボードの製造方法をここに開示または特許請求の範囲に記載するものであって、この方法は、第一の密度を有する所定量の第一の石膏スラリーを、ランダムに配向した無機繊維材料であって該繊維間にランダムな隙間を有する少なくとも一枚の連続シートの上に、少なくとも一枚の連続の無機繊維シートに石膏塗布ステーションを通過させることによって付着させ、ここで該塗布ステーションは、第一の密度を有する第一石膏スラリーを無機繊維間のランダム開口を通って浸透させ、これにより無機繊維材料の上面および底面の両面を第一の密度を有する石膏で被覆するように無機繊維シートを通過させる二個のアプリケータホイールを備え、第一の無機材料を該石膏スラリー塗布ステーションから第一の成形板に案内し、第二の密度を有する第二の石膏スラリーを第一の無機繊維材料の上に付着させて第一の無機繊維シートの上方向に向く上面に第二の石膏スラリーを本質的に均等に分配し、第三の密度を有する第三の石膏スラリーを少なくとも一枚の第二の無機繊維連続シートへ塗布して第三の石膏スラリーを第二の無機繊維シートのランダムな隙間の中に本質的に完全に浸透させ、第二の無機繊維シートを第二の石膏スラリー上に当てて、これにより第二の石膏スラリーを第一および第二の無機繊維シートで被覆して湿潤石膏ボードを形成し、該湿潤石膏ボードに成形用上板および成形用下板を有するボード成形ステーションを通過させ、ここで該成形用上板は複数の区画からなり、そして成形用下板に対して少なくとも一の所定角度を規定し、該下板と該上板の少なくとも一セクションとの間の垂直方向の離隔距離は製造される石膏ボードの所望厚みに実質的に等しい所定の垂直方向の寸法を有する工程からなる。あるいは、所定厚みを有する石膏ボードを提供するために成形用ホイールを利用してもよい。随意に、エッジバーを使用して滑らかにし、そうでなければ、石膏ボードの表面仕上げを済ませてもよい。本方法の第二の実施態様では、一面または両面の石膏スラリーに一種またはそれ以上の高分子添加剤を添加することを含む。
【００２１】
本発明のもう一つの実施態様は、少なくとも一種の高分子化合物を中に同伴した外面を有する固化石膏混合物の第一層であってランダムに配向した無機繊維の薄膜を充填した前記石膏第一層を含み、ここで該膜の外面が固化石膏および高分子化合物で本質的に包まれており、さらに固化石膏からなる第二層を含み、ここで該第二層内の固化石膏は第一層の固化石膏よりも密度が低く、さらにランダムに配向した無機繊維の第二の薄膜を充填した固化石膏を含む外面を有する第三層を含み、ここで該膜の外面が第三層の固化石膏で本質的に包まれ、第一の固化石膏は第二層の固化石膏と一体に接着し、第二層の固化石膏は第三層の固化石膏と一体に接着している複層固化石膏である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１の概略横断面図には、本発明の実施態様のボード成形ステーション１０を示す。成形ステーション１０は、横断面を図示しているが、分離した各要素を互いに対して明確に描写するように図示している。配置の変更は可能であり、そして分離要素間の距離は、図示簡略化のために一定の比率に縮尺していないけれども、実用的かつ効率的な配置を当業者に想起させ得るものである。
【００２３】
本発明の装置１０は、図示の配置で下側表面シート１４(bottom-facing sheet)と規定されている面材の連続シートを供給するための供給ロール１２を備える。供給ロール１２は、石膏ボードに使われるあらゆる汎用の材料からなるシートを送り出すことができ、シートは例えば紙または板紙であり、しかし本発明の目的には下側表面シート１４の材料は無機、例えばガラスの長い繊維のマットからなるのが好ましく、これを本発明の石膏ボード製品の成形に関して以下に明瞭に説明する。無機繊維がグラッソグラッシブ(glasso-glassive)繊維を含むときは、本明細書では製品をガラス繊維強化石膏（「GRG」）ボードと呼ぶときがある。
【００２４】
供給ロール１２は、上方向に接面１８を有して下側表面シート１４の処理作業面を提供する第一の成形台１６の上に、連続の下側表面シート１４を払い出す。第一の成形台１６はまた、面１８を横切って配置された折目ホイールアセンブリ２０支持部を備える。
【００２５】
シート１４は、後述するベルトラインによりシートが成形ステーション１０内に牽引される運動によって供給ロール１２から引き出される。二個の折目ホイールは、折目ホイールアセンブリ２０内に垂直に配置され、下側表面シート１４の上に配置された一組のホイール２２は、シート１４の下に位置するホイールアンビル２２’と呼ぶ一組の第二ホイールと連携する。折目ホイール２２、２２’は軸上を回転し、下側表面シート１４の縦方向の各エッジの隣接部のシート上にカットエッジ折目（cut edge crease）を部分的に作りだす。エッジ折目は、いろいろな折目厚が可能なように間隔がとられ、後述する折目ホイールアセンブリ２０下流で下側表面シート１４上へ流し込まれるスラリーを保持できるようにエッジの向きを上向きに変える。
【００２６】
連続ミキサー３０は、生原料、すなわちスタッコ、しっくい、石膏（粉形）、水およびその他の添加剤を一またはそれ以上の入口から受け入れる。入口３２の一つを図１に示す。ミキサー３０は、所望密度の湿潤石膏スラリーを配合する混合能力を持ち、例えば駆動シャフト３３を介して図示しない混合刃を回転させることにより配合する。本発明にとって複層石膏ボードを製造することが望ましい特徴であるので、ミキサー３０は、別個の異なるスラリー混合物を提供するために別個の混合チャンバー（図１に示さず）を設けることができる。本発明に利用されるような連続ミキサーは、自己の米国特許第5,908,521に開示、図示され、これを本明細書に全文示すものとして参照用に編入する。
【００２７】
連続ミキサー３０は、したがって、スラリー層の機能に応じて変わる所望の特徴を有する各石膏スラリーのための幾つかの出口を備え、いずれの特別な出口も石膏スラリーを製造する。各出口は、出口を通り石膏ボード成形プラント内へ流すことが許される石膏スラリー量を制御するためのアウトプット制御装置を含む。制御装置は、前記米国特許第5,908,521に記載されているような一個またはそれ以上のスラリー配給機構であり、この機構は石膏スラリーを所望量だけ出口から汲み出すように可変の配給速度を制御している。
【００２８】
図１を再び参照して、ミキサー３０は、制御装置３６により制御可能な第一のスラリー出口３４を備え、該装置は、米国特許第5,908,521に記載されているように、所望の特性を有するスラリー混合物の連続流下を可能とする。この実施態様では、ミキサー３０は、二種類のスラリーを供給するように設置されている。制御装置３６は、後述するように、究極的には最終石膏ボードの外装に近接して利用される濃厚な石膏スラリー混合物を送出する。
【００２９】
スラリー出口３４の末端は、成形台１６の表面１８の上を連続移動する下側表面シート１４に直接石膏スラリーを押し出す。スラリー出口３４は好ましくはゴム製ブートを備えるが、他のタイプの出口、例えばフレキシブルホースやパイプも使用可能である。好ましくは、石膏スラリー３８は、シート１４の上に向いた面に成形台１８に支持された場所で注がれ、所望量の高密度な石膏スラリーを連続移動するシート１４の上に下側表面シート１４の内面を被覆するように付着させる。このシート１４の上に向いた内面は、通常、もともと下側表面シート１４の内面になる予定であり、石膏ボードが完全に成形されるときにはボード表面の内側に向くことになることを付記する。高密度な石膏スラリー３８が下側表面シート１４の上面に確実に均等に拡がるように、一組のローラホイール４０、４２（また本明細書ではロールコータ４０、４２とも呼ぶ）を再びシート１４の上と下に垂直に位置させる。
【００３０】
回転ローラホイール４０、４２の使用から得られる利点、利益の一つは、滑らかで均等に拡がった表面被覆を下側表面シート１４からなるマットに付与できることに加えて、マット内面に付着した濃厚スラリー３８がトップローラホイール４０に押されてシート１４全面に広がり、構造的に一体化した表面を形成することである。石膏スラリー３８の表層は、強化高分子のような添加剤を入れて、石膏ボード製品へ構造強度や耐荷重能力をもたらすように改質してもよい。後述するように、適宜の高分子添加剤は、高分子マトリックスをもたらし、これは、望ましい性能特性、例えばプラスチック外装または撥水のような石膏ボードの潜在的用途を屋内外へ拡張するための特性を有する不通水性表面を与える。
【００３１】
本発明の好ましい実施態様では、下側表面シート１４を構成する材料は、ランダムに配向した鉱物（例えばガラス）で平均繊維径が１３〜１６μｍ（０．００５〜０．００６５インチ）の繊維のマットであって、所望の厚みを有するガラス繊維マットの形態にガラス繊維を保持するためのバインダを含む。そのようなガラス繊維マットは石膏ボード製造用として公知であり、例えば前記した米国特許第4,378,405や国際出願公報WO9809033(欧州特許第0 922 146)を参照されたい。一般的に水が浸透する鉱物マット繊維を使用すると、石膏ボードにさらなる構造強度が付与される。鉱物繊維マットの多孔性によって、また、石膏スラリーが鉱物繊維間の孔に浸透し、そして下側表面シートの上面とスラリー浸透を介した下面の両面を被覆するようにしみ渡らせることができる。したがって、下側表面シート１４がロールコータ４０，４２を通過する際に、未固化の高密度石膏３８が鉱物繊維の上に被覆され、ロールコーティング工程で下側表面シート１４に浸透し、さらに上下各面を未固化の高密度な石膏層３８で被覆するように強制される。理想的には、高密度石膏３８は、ガラスマットシート１４へ１００％浸透するように強制されるが、製造誤差は、約９５〜９８％の浸透を許容し得る。
【００３２】
好ましい形態では、ロールコータ４０、４２によって、未固化の濃厚石膏スラリー３８をガラスマット下側表面シート１４の底面に被覆する。下側表面シート１４の底面は究極的には最終石膏ボードの外装面になる。好ましくは、未固化石膏スラリー３８は、ダム３９を形成するようにし、ダムは未固化石膏層の連続層をガラスマットへしみ込ませて、ガラスマット１４の最外面から計測して約０．０１〜２．０ｍｍの厚みを有する高密度スラリー石膏層を形成する。スラリー３８の浸透は、不連続な厚みを持つ連続層を生じないが、それでもやはり、本方法は、好ましくは各ガラス繊維が、未被覆の露出ガラス繊維を少しもあるいは全く残さないように被覆されたガラス繊維マットを備える。
【００３３】
ローラ４０、４２の回転速度は、石膏スラリー３８の密度の粘度、ガラス繊維マットの直線移動速度、およびマット１４に塗布される石膏スラリー３８の量に応じて調整可能である。実際上、ロールコータ４０、４２は、スラリー３８をマット１４の小さくランダムな開口へ運び、該材料を織地ウエブ上に望む大小量付着させ、開口を埋め、そしてマット１４の上下両面とも被覆する。
【００３４】
ロールコータ４０、４２は下側表面シート１４の走行方向へ回転するように示しているが、図１に示すものと反対方向にローラを回転させることも可能であり、幾つかの実施態様ではそれが望ましい。そのような場合、成形ベルトラインのような機構をローラコータ４０、４２の下流に配置して（下記）、逆回転ロールコータによって発生する反力に充分対抗して、下側表面シート１４を石膏ボード成形ステーション１０内へ牽引するための駆動力を提供するのに利用する。もちろん、別法として、プロセス製造ラインの別の場所で他の手段を利用して、シート１４を、成形ステーション１０を移動させるための駆動力を付与するのに利用してもよく、例えばマット１４を右方向に引っ張る（図示せず）別の一組の下流のローラである。下側表面シートの上面にある石膏スラリー層は、絶対に平坦あるいはほとんど滑らかである必要がないことを付記する。なぜなら、このプロセスの後続の工程が下記するように、平坦化する機会さらに提供し得るからである。
【００３５】
鉱物繊維表面シートを有する石膏ボードは、複層に製造されてもよく、限定するものではないが、強靭でより濃厚な上下表層と、強度がやや少なくて密度がやや低い中間層または芯材を含む。層構造が好都合なのは、最終石膏ボード製品の複合構造強度を犠牲にすることなく石膏ボードの重量を軽くできるためである。したがって、前記米国特許第5,908,521の教示に従えば、連続ミキサー３０は、芯石膏スラリー４４または単純スラリー４４と呼ぶ密度のやや低い第二のスラリーを提供するように配置し、このスラリーは最終石膏ボード製品において材質の大部分を構成する。芯石膏スラリー４４は、ミキサー３０から制御装置４６によって出口４８を通って吸い出され、出口４８はゴム製ブートまたはホースからなる。未固化スラリー４４の連続層は、横方向へ移動する下側表面シート１４と濃厚スラリー３８との連合体の上に形成される。
【００３６】
芯スラリー４４は、濃厚スラリー３８とは異なる組成の構成材料からなってもよく、例えばフィラーまたは公知の強度向上添加剤の添加による。あるいは、同じ構成要素であるが軽いかまたは密度のやや粗なものからなってもよく、なぜなら石膏スラリー４４は、濃厚スラリー４４には添加されない発泡材料を中に含有する。未固化石膏のために長い混合時間をとると、連行空気泡（ときどき発泡と呼ぶことがある）の多くが未固化石膏の表面に達して、未固化石膏スラリー材料から除去されることが知られている。それは、芯石膏スラリー４４をより軽く、粗密にする極微小の空気泡として連行される大量の空気である。
【００３７】
石膏スラリー、特に高分子添加剤で改質してある石膏スラリーは、湿潤状態で接着性を有し、取扱いを多少難しくする。したがって、好ましくは膜被覆４３を少なくとも一個のロールコータ、好ましくはロールコータ４２の上に設け、膜がロールコータ表面と湿潤石膏表面との容易な連続分離を可能にすると同時に、大量の石膏スラリー３８をシート１４のマット上へ付着させる。そのような膜被覆用の材料には、適当な高分子、例えばテフロン（商標）被覆が挙げられ、これは石膏スラリーがロールコータホイールに接着または粘着するのを回避する膜面を提供する能力がある。
【００３８】
より高密度なスラリー層をより軽い芯スラリー層と共同して石膏ボードに供給する別の重要な理由は、高分子添加剤が濃厚スラリー層３８表面から芯スラリー層４４へ移動するのを制御または抑制する役目をする抑制障壁を濃厚スラリー層３８と芯スラリー４４の間の境界が提供するためである。この移動は、後述するように、最終製品を乾燥するのに使用する汎用の熱付加工程（heat rendering process）で最も多く発生する。得られるボード製品は、濃厚スラリー層３８表面に高分子添加剤を保持するように上首尾に装備し、したがって、後述するように、最終製品と共重合体を形成するためのより良好でより均一な高分子マトリックス基部すなわち”根系（root system）”を形成する。
【００３９】
濃厚石膏層３８は乾燥固化するとき、そこに同伴された高分子添加剤は、潜在する繊維表面シート１４に向かって中まで移動し、そして移動は、巻きひげまたは根の形態で芯スラリー層４４中へ広がり、芯石膏層４４、繊維シート１４および上に重なる濃厚スラリー層間に形成される結合により大きな強度を付与する。さらに、より軽い石膏層４４は連行泡を含み、濃厚スラリー層３８はそうでないので、添加剤の浸透は層４４の中へより深い。含浸された高分子材料添加剤により作られる結合は、マトリックスフォーメーションを改善し、これば究極的には最終製品の表面硬度および構造一体性を改善し、そして結合は、ボードに強固な外殻を与え、またその耐屈曲性（flexibility）に寄与する荷重負担能力を改善する。
【００４０】
図１を再び参照して、下側表面シート１４は、ロールコータ４０、４２を通過した後、水平成形面５２を有する第二の成形台５０の上を通る。第一の成形台１６および第二の成形台５０は、図１の概略描写では分離した台として示されているが、成形台が、一の細長い台（図示しない）からなり、いくつかの切り欠き部分を有し、そこに例えば折目ホイールアセンブリ２０やロールコータ４０、４２およびバイブレータを装着した台であることが可能であり、一定の場合には好ましい。
【００４１】
濃厚スラリー３８および芯スラリー４４の重量を含んだ下側表面シート１４の輸送を促進するために、こびりつかない特殊加工のテーブルデッキ５９を台５０の表面５２上に配置する。さて、図１の詳細図である図２を参照すると、テーブルデッキ５９の上方向に面する表面６０は、石膏ボードを製造するための作業面を提供する。好ましくは、テーブルカバーは滑らかでこびりつかない材料、例えばステンレス鋼、エラストマー材料（例えばゴム）あるいは高分子材料（例えばFormica（商標））からなり、台５０に預けられたスラリー４４の移動重量を支持するのに充分な構造強度のものである。
【００４２】
図２の詳細横断面図で明らかなように、デーブルデッキ５９は台５０の表面５２の上に直接静置し、芯スラリー４４が下側表面シート１４の上に付着すると、スラリー４４の重量はシート１４へ下向きの圧力が印加され、その結果、シート１４の下面がテーブルデッキ５９に張り付くようになる。しかし、滑らかでこびりつかない性質のデーブルデッキ５９によって、下側表面シート１４およびスラリー３８、４４は、後述するように、成形台の上を自由自在に移動する。
【００４３】
図１の横断面図はまた、出口スパウト３４および４８の幅を示していない。さまざまな公知の外形を利用でき、ボード移動方向に対して横断するように配置する細長いスパウトを含む。そのようなスパウトは、マット１４の幅に渡る石膏スラリーのシートを作りだす。別法として、ラバーブート（図示）に取り付けた管状スパウトは、連続流の石膏スラリーをガラス繊維シート１４の上に付着させる。その石膏スラリー流はその後広がって、ロールコータ４０、４２に達し、例えば斜めの角度を持つ羽根（図示せず）によって、あるいは特別に構築されたローラもしくは石膏スラリーを中心から下側表面シートのエッジの方へ広げるダムによって、シート１４の上に滑らかな表面を作る。スパウトの厳密な形状は、石膏スラリーが上下両シートのマット全幅にわたって均等に拡げる機能が達成される限り、本発明にとって重要でないと考えられる。
【００４４】
未固化のあまり濃厚でない芯石膏スラリー４４は、第三の成形台５６またはその近くで、浸透下側表面シート１４の上に付着し、この台５６は、浸透マット１４とスラリー４４との連合体を支持するための上面５８を有する。第二成形台５０と第三成形台５６との間の開口６２は、第一のデッキバイブレータ６８を配置する空間を提供し、もうひとつの開口６６は、第三の成形台５６と、上面７２を有する第四の成形台７０との間に第二のデッキバイブレータ６８を装填するために設けられる。そのようなバイブレータは、米国特許第4,477,300に記載され、本明細書に参照用に編入する。
【００４５】
図２の詳細図により明確に示すように、テーブルデッキ５９は、第一および第二成形台５０、５６の間、開口６２の上、ならびに第三および第四成形台５６、７０、そして開口６６の上に延在する。各台５０、５８、７０は、それらの表面５２、５８、７２が同一平面上にあり、台に載せられたテーブルデッキ５９は石膏ボード成形ステーション１０の本質的に全幅に渡って、すなわち、第二から第四の台５０、５６、７０で規定される全幅に渡って垂直方向に充分に支持されるように配置される。
【００４６】
図２に示すように、デッキバイブレータ６４、６８は、６２、６６の上方部分を覆うデーブルデッキ５９の間近に装填されたロール７４をそれぞれ備える。各デッキバイブレータロール７４は、軸７６の周りを回転するように装填され両軸は、ボード製造ラインの移動方向に対しえ横切る方向に水平に延在する。各ロール７４は、各軸と各開口６２、６６を覆うテーブルデッキ５９の底面６２’、６６’との半径方向距離よりも若干短い径を有する。
【００４７】
各デッキバイブレータ６４、６８は、デッキバイブレータロール７４の外面７９を越えて放射状に延びる複数のこぶ７８を備えている。こぶ７８は、軸と平行の方向にロールの外面に沿って長手方向に延びている。デッキバイブレータ７４が軸７６の周りを回転すると、こぶ７８がテーブルデッキ５９の裏面に定期的に衝突して、テーブルデッキ５９を下側表面シート１４、およびスラリー３８、４４連合体とともに一瞬持ち上げ、シート１４の上に静置しているスラリーを揺り動かす。その揺動がスラリー３８に浸透マット１４の上面に平らにさせ、かつスラリー４４に下側表面シート１４の上面に位置する濃厚スラリー３８の中に一層浸透および接着させる。
【００４８】
デッキバイブレータ６４、６８によってもたらされる別の特徴は、封入された大きな気泡を下側表面シート１４の底面から”こね出す（kneading out）”ことである。下側表面シート１４が開口６２、６６の上を通過する際に、下側表面シート１４のマットに浸透している濃厚スラリー３８は、依然、未固化であり、石膏スラリーおよび隣接する底シート面内の連行気泡を持ち続ける。デッキバイブレータ６４、６８からの振動によって、これらの気泡が表面に達して浸透石膏スラリーの中から出て行き、こうして前記米国特許第4,477,300にあるように、製造工程が完了するときには、外面の滑らかな最終石膏ボードになる。
【００４９】
スラリー４４の平滑化操作が終わると、下側表面シート１４および芯スラリー４４の本質的に平坦な連合体ができ、それは下流、すなわち、図１のデッキバイブレータ６４、６８の右方向に配置された上および下側表面シート集合ステーション８０（図１）の成形板によってさらに促進される。シート集合ステーション８０の成形板アセンブリは、下側表面シート１４を成形する主製造ラインにおけるものと同様の部品を持つシート被覆ステーションサブアセンブリ１１０によって形成される上側表面シート１１４と共同して動作する。
【００５０】
上側表面シート１１４(top-facing sheet)は、ランダムに配向した鉱物繊維、例えばガラス繊維のシートまたはマットからなり、供給ロール１２と同様の供給ロール１１２から巻出される。下側表面シート１４の製造に使用したのと同様の要素は、１００系列の同じ番号で識別し、最後の二桁に下側表面シート１４の製造で同じ要素を識別するものと同一のものを使用する。供給ロール１１２は、連続の上側表面シート１１４を払い出し、このシートは最終石膏ボードにおいて、その後、壁建設で使用する石膏ボード製品の内装面に隣接する。
【００５１】
図１に示すように、上側表面シート１１４は、上側表面シートサブアセンブリ１１０が主製造ラインを干渉するのを回避するために、まわりにあるさまざまなループ、例えばローラ１０２を介した給送を要求できる。上側表面シートサブアセンブリ１１０は、上方に向く面１１８を有する上側表面シート形成台１１６の上に上側表面シート１１４を案内する。
【００５２】
連続ミキサー３０は、図示のように、さらにスラリー出口を備え、該出口は、上側表面シート１１４の上に付着するための濃厚スラリー３８の連続流をサブアセンブリ１１０に供給する制御装置１３６によって制御可能である。サブアセンブリ１１０の上側表面シート製造ステーションの詳細な横断面図を図３に示し、ここで図１および３を一緒に参照する。図１では、二個の別個のスラリーコントローラ３６、１３６の好ましい実施態様を、二種類の異なるスラリー混合物３８、１３８をそれぞれ下側表面シート１４および上側表面シート１１４に供給するように示しているが、前記米国特許第5,714,032に記載のものと同様に、二個以上の出口の排出を制御するための二重コントローラへ導く一個のミキサー排出口を有するのが好ましいかもしれない。別法として、ボード製造方法の操作の必要に応じて各出口スパウトを制御可能な石膏スラリーの可変流を可能にする個別の弁を有する排出口を備えた一個のコントローラ（図示せず）を使用してもよい。
【００５３】
図１には別個のコントローラ３６、４６、１３６を示し、各コントローラが、単一出口、すなわち濃厚スラリー３４、１３４または芯スラリー出口４８の排出量を制御する。連続ミキサー３０の構造は分離した混合室を備え、各室は、別個の出口に取り付けられて石膏スラリーを給送し、該出口は、必要に応じて特定種類の石膏スラリーを提供する。各出口３４、４８、１３４に供給されるスラリーをカスタマイズすると、石膏ボード製造作業者が所望の特性を有するさまざまなスラリーを必要な製造ラインの場所に供給可能となる。例えば出口３４のような出口は、スラリー３８のようなより濃厚なスラリーを供給するよう要求される。スラリーは、特定の添加剤、例えば、固化後に固化石膏とマトリックスを形成する高分子化合物を加えて、以下に記述するように、後の仕上げに適する表面を付与するように希望してもよい。しかし、そのような表面は正面側の面のみが有する必要があり、したがって、図１に示す実施態様の使用では、コントローラ３６から吸い出す濃厚スラリー３８にのみ添加剤を加えるが、建設中に石膏ボードの内部の裏面に最終的にスラリー１３８にそのような添加剤を加えない選択権が与えられる。別法として、石膏スラリー１３８は芯スラリー４４よりも濃厚であり、下側表面シート１４を被覆するスラリー３８のものと同一の密度を有してもよい。
【００５４】
図１および、上側表面シートスラリー被覆ステーション１０を示す図３を参照すると、濃厚石膏１３８は、矢印Aで示す方向に移動し、上側表面シートスラリー成形台１１６の表面を通り過ぎるガラス繊維のマットからなる上側表面シート１１４の上に付着する。上面は成形台１６の上を走行する下側表面シート１４と本質的に同一の速度で移動する。石膏スラリー１３８は、芯スラリー４４よりも濃厚であり、下側表面シート１４を被覆するスラリー３８と同一の密度を有してもよい。
【００５５】
上側表面シートスラリー被覆ステーション１１０は、成形台１６と同様の短い成形台１１６を備えるが、ただし、台１１６の直線寸法はもっと短く、石膏スラリー１３８の付着を達成し、かつ連続シート１１４のエッジ間の移動上側表面シート１１４の表面に広がるだけ充分な長さを有する。石膏スラリー１３８がシート１１４の表面に広がる工程を手伝うために、一個以上の空気式テーブルバイブレータ、例えばバイブレータ１４８を台１１６の表面１１８を振動させるために付け加えてよい。
【００５６】
上側表面シート１１４の被覆機構は、下側表面シート１４のものから若干変更する。なぜなら、上側表面シートロールコータステーション１１０によって占められる直線寸法が最小限に縮小されるからである。ステーション１１０の直線寸法は、主要な成形および作業台１６、５０、５６、７０の真上の空間への配備に適応するように縮小される。そのような調整は、例えば二個のロールコータを互いに水平に備え、上側表面シート１１４はロールアプリケータホイール１４０によって被覆し、それからトランジションローラ１０４の方へ引っ張るようにする。
【００５７】
アプリケータホイール１４０は、円筒面１４２を有し、軸１４４の周りを回転する。軸１４４は、シート１１４の走行方向に対して横切るように延在する。軸１４４の垂直および水平配置は濃厚スラリー１３８を充分に含浸した所望の結果のシート１１４を得るのに重要である。図３に示すように、軸１４４は、台１１６のエッジ１１７を短い距離過ぎたところに直線的に配置する。軸は、台表面１１８上垂直にホイール１４０の半径よりもほんの少し短く配置して、アプリケータホイール１４０を台表面１１８によって規定される平面下の空間に延ばす。図３に示すように、製造中は、アプリケータホイール１４０が上側表面シート１１４に下方向の圧力をかけ、シートは、台面１１８の横をたどった直線道から若干距離湾曲する。
【００５８】
移動する上側表面シート１１４’の上に付着した濃厚スラリー１３８は、アプリケータホイール１４０と上側表面シート１１４との間の絞った空間に集まる過剰の濃厚スラリー１３８からなる密集スラリーをダム１３９に作る。ダム１３９の大きさは、上側表面シート被覆ステーション１１０によって作られる浸透上側表面シート１１４’に所望する特性に応じて変わり得る。例えば、より大きな強度の石膏ボードを作るために大量被覆を望むなら、ダム１３９の大きさは、上側表面シート１１４を構成するマットの鉱物繊維間の隙間に大量の濃厚スラリーが浸透するように調整すればよい。区別するために、濃厚スラリー１３８で浸透された後、上側表面シート１１４は、浸透上側表面シート１１４’と呼ぶ。
【００５９】
ダムの大きさは、上側表面シート被覆ステーション１１０の材料および装置の数多くのさまざまなパラメータのいずれかを変更することにより調整し得る。ダム１３９の大きさとアプリケータホイール１４０で作られる被覆度の両方に影響する調整可能な可変パラメータは、移動上側表面シート１１４の線速度、濃厚スラリー１３８の付着量、アプリケータホイール１４０の回転の方向と速度、および軸１４４の台面１１８およびエッジ１１７のそれぞれに対する垂直および水平配置である。これらの調整を利用して、濃厚スラリーが上側表面シート１１４に浸透する所望量、シート１１４の中を浸透してシート１１４の”底面（bottom）”、すなわち台面１１８に最も近い面を被覆する量、および上側表面シート被覆ステーション１１０で製造される最終浸透上側表面シート１１４’から生じる重量と剛性を生み出す。
【００６０】
アプリケータホイール１４０と共同する機構は、下方向に湾曲し横に延びる方向板１１３（directional plate）であり、その上にアプリケータホイール１４０から出たシート１１４が突き当たる。方向板１１３は、好ましくは頂点が面１１８で規定される平面に近接するかまたはその内にあるように配置される。この位置取りによって、アプリケータホイール１１４がシート１１４を平面から下に押すときにシート１１４に張力がかけられ、この配置は石膏ボード１３８がシート１１４のマットの中へ浸透するのを助ける。スラリー１３８がアプリケータホイール１４０の上に形成されるのを抑制するために、上記したロールコータ４２の被覆４３と同様の適当な膜被覆１４３、例えばテフロン（商標）からなる被覆を適宜ホイール１４０の表面に配置してもよい。
【００６１】
濃厚スラリー１３８が浸透した上側表面シート１１４’は、アプリケータホイール１４０から第二のローラホイールであるトランジションローラホイール１０４に向かい、このホイールは軸１４４と平行な軸１４４’を有する。トランジションローラホイール１０４は、表面１１８で規定される一般的な経路および平面の中にあり、この機能は上側表面シート１１４’の走行方向を変えて、シートの上面を底面にし、底面を上面にすることである。すなわち、面１１８に近接する底部の上にある上側表面シート１１４の表面が上になり、シート１１４‘は、後述するように、芯スラリー４４に配送してスラリーと合体する準備を整える。
【００６２】
シート集合ステーション８０は、浸透上側表面シート１１４’を受け取る円形ピン８２と、第一の成形板部８４からなる成形板と、図示するように適当な接合部８８にて互いに合体する第二の成形板部８６とから構成される。成形板は、主のボード製造ラインの上に直接載置され、上側表面シート１１４’を下側表面シート１４の上に付着した芯スラリー４４と合体させる機能を提供する。
【００６３】
円形ピン８２は、上側表面シート１１４’の幅に渡って横方向に延在し、該シートは、ピン８２と接触するためにトランジションローラホイール１０４から案内される。ピン８２は、一体にまたは適当な装着機構のいずれかによって第一の成形板部８４に、上側表面シート被覆ステーション１１０から下りてくる上側表面シート１１４’が滑らかな転換を経験するように設置される。成形板部８４は、ボード主製造ラインおよび成形台７０の表面７２に対して一定の角度にて配置される。成形板部８４と面７２の間の角度は、調整可能であり、図示するように、製造工程の間、スラリーヘッド４４’を保持するための絞り部を提供するように事前設定した角度にしてもよい。この角絞りは、アプリケータホイール１４０と成形板１１６との間の絞りと同様に操作して、過剰の芯スラリー４４を集め、それによってスラリーヘッド４４’をシート集合ステーションに作る。
【００６４】
スラリーヘッド４４’は、芯スラリー４４をヘッド４４’に集める機能をもち、上側表面シート１１４’と下側表面シート１４との間隙にスラリーを連続に供給して埋め、そして最終石膏ボードの二面間にエアーギャップやボイドができるのを回避するのを助ける。もし、両面を介在する芯スラリー４４によって集合体にするとなると、上側表面シート１１４‘は、その底面（成形台１１６の表面１１８に直近した面）が図示のように加工石膏ボードの上面９４になるように、トラジションローラホイール１０４によって反転されている。
【００６５】
スラリーヘッド４４’は、成形板間の角絞りのために、ヒンジ８８に隣接する絞り空間にスラリー４４を連続的に注入するよう強制する。そしてそのため、上および下側表面シート１４、１１４’に浸透したそれぞれの濃厚スラリー３８、１３８に追加の圧力をもたらし、スラリーヘッドの圧力によって芯スラリー４４’は、両濃厚スラリー３８、１３８とより容易に接着することができ、そしてまた濃厚スラリー３８、１３８が底および上側表面シート１４、１１４’のマットの中へさらに浸透することができ、その結果、最終石膏ボード９４、９６の外表面をより完璧に被覆することができる。
【００６６】
スラリーヘッド４４’の絞りを促進するために、ヒンジ８８から成形台７０の面７２に向かって延在する第二の成形板部８６は、きわめて鋭角にし、そして一部８６は台７０の面７２とほとんど平行である。鋭角および板部８４、８６の平滑な表面は、石膏ボードの上面９４を規定する一層滑らかな表面を作り出し、上側表面シート１１４’のマットの圧倒的に大部分の鉱物繊維を濃厚スラリー１３８で被覆し、そして同様に表面９６もまた濃厚スラリー３８で覆われる。
【００６７】
ボード製造の最終成形段階は、ボードの二側端のエッジ成形である。上に芯スラリーが均等に拡がっている下側表面シート１４の幅は、上側表面シート１１４の幅より約２．５〜５．０ｍｍ（１〜２インチ）だけ少し大きい。下側表面シート１４が折目ホイールアセンブリ２０を通過する際、折目ホイール２２、２２’が、折目間の幅が所期の所望の石膏ボード製品幅Ｗ（図４）になるようにエッジに折目をつける。各エッジにて折目を超えて約２．５ｍｍ（１インチ）の距離延びたマット１４の余分な幅は折り返され、上側表面シート１４の折目間の上に押し出す芯スラリー４４を抑留するためのへりを提供することが好ましい。上側表面シート１４が面シート集合ステーション８０を通過するとき、二表面シート１４、１１４’が、石膏ボードの厚みを規定する所望の離隔距離になるかまたは近づいたとき、シート集合ステーションにある機構（図示せず）が折目部分の内側への折りたたみを完了し、同時に表面シート１１４’を、折りたたまれたエッジの上に預けて、そして成形ボードエッジ９５を作りだす（図７）。
【００６８】
こうして下側表面シート１４の折目は裏返され、上側表面シート１１４’が下側表面シート１４の内側折りたたみにはめ込まれ、その結果、石膏ボードの長さ方向の遮蔽が完成する。シート１１４‘の重なり点の完全に浸透した石膏スラリーは、固化して、石膏ボード製品１９０のエッジを遮蔽する（図７）。
【００６９】
この製造ステージの石膏ボードは、石膏ボード成形ステーション１０から、ベルトライン１８０の上で行なわれる残りの仕上げ工程に進む。石膏ボードが成形ステーション１０からベルトライン１８０に通過するのを促進するために、成形台７０は、成形台延長板７８を備え、該板は成形台７０に支持され、かつ台７０の端部からベルトライン１８０の表面方向に延在する。石膏ボード表面９６の平滑さを維持するために、石膏が依然湿潤状態、効果的には固化前は、スラリーとして維持している石膏ボードの垂直方向に支持されていない量を最小限にすることが重要である。ボード成形ステーション１０の遠位端では、成形台７０はベルトライン１８０に接近し、ボードは台７０からベルトライン１８０に進む。ベルトライン１８０は、少なくとも一組のローラホイールを備え、図１に示す一個のローラホイール１８２は、ローラホイールの周りにエンドレスベルト１８４が巻回され、ローラホイール１８２はシート１１４および１１４’を搬送し、湿潤状態のままのボードをボード成形ステーション１０から離去するための駆動力のための手段を提供する。
【００７０】
成形ボードのボード成形ステーション１０での製造は、上記した改善の結果、石膏ボードを約４５ｍ（１５０フィート）／分またはそれ以上の速度で効率的に製造することができる。したがって、移動ベルト１８４は製造速度に合わせる必要があり、二つの速度は理論的には等しく、製造速度を上げればベルト１８４の速度も上がる。図１に示すように、成形台延長板７８の端部は、できる限りベルト１８４の始まりに近づき、石膏ボードを延長台７８およびベルト１８４から垂直に支持する間ずっと、石膏ボードが成形台７０からベルトライン１８０サブアセンブリに支障なく進むようにする。搬送を加速するために、テーブルデッキ５９はベルト１８４の表面と実質的に同一表面の加工上面を有する。
【００７１】
石膏ボード表面９４の外観と平滑さをさらに改善するために、図１に示すように、ボード製造ラインの長さに沿って配置されるところに、第一エッジバーアセンブリ９８を石膏ボード裏面９４およびベルト１８４の上に配置する。図４、５および６に、第一のエッジバーアセンブリ９８をより詳細に図示する。エッジバーは、濃厚スラリー層１３８の表面を平滑にするための適宜の追加の製造動作をもたらす。
【００７２】
エッジバーアセンブリ９８（図４、５および６）は、ベルトライン１８４上に面９４に接近して載っている。エッジバーアセンブリ９８は、適当な据え付け機構、例えばスタビライザーマウントによって、水平位置を安定化する適当な場所に搭載される。アセンブリ９８は、丸みのある前底縁１５２を有するエッジバー１５０を備え、該エッジは、エッジバー１５０下を通過する石膏ボード９４が接触する先導端である。エッジバー１５０は、湿潤石膏ボード面９４に連続して接触し、残っている未被覆の埋めるべき領域すべての上に皮膜を作るために、石膏ボード表面上に、こて効果を付与する。エッジバー１５０はまた、図４に示すように、裏面９４の領域にわたって小さなスラリーダム９９を作ることができ、その大きさは、エッジバー１５０の底縁とベルト１８４の表面との間の垂直方向離隔距離を調整することによって調整可能である。
【００７３】
エッジバー１５０の垂直位置は、据付ネジ１５４によって調整可能であり、ネジ自体は、エッジバーを保持するために側方に配置された二個の筒状クランプ要素１５６に取り付けられている。図４に示すように、エッジバー１５０の長さは、石膏ボード表面９４の幅より長く、クランプ要素１５６の内側端は、ボードの幅Ｗに等しい横方向寸法によって分離されている。適宜の空気式バイブレータ１６０をエッジバー１５０に搭載して石膏スラリー平滑化操作を補助し、そしてスラリーがエッジバー１５０に蓄積するのを抑制する。
【００７４】
上記したように、石膏ボードおよびベルト１８４は、ベルトライン１８０によって図示の矢印の方向へ連続移送される。エッジバークランプ要素１５６自身は、二個の側方に配置された二個のヘッジシュー１５８（hedger shoes）上に据え付けられ、シューは、ベルト１８４の最上面に直接載っている。ヘッジシュー１５８のベルト１８４上の高さは、石膏ボードの厚みに近似する。石膏ボードの縦方向の端９５は、ヘッジシュー１５８のボード面と連続的に接触し、この接触が縦方向の端における表面の成形を完結する。図４に示すように、エッジバー１５０は、ボード面９４の上に拡がるスラリーヘッド９９を維持し、このスラリーヘッドが、ガラス繊維の露出が石膏スラリー被覆によって最小限にされた滑らかな表面９４の成形を完結する。
【００７５】
エッジフラッパ機構１６２もまた、各ヘッジシュー１５８の頭に適当な取付手段、例えばボルト１６４で据付ける。ボルト１６４は固定Ｌ型据付ブラケット（図１では示さず）の一脚１６８を、図示のようにヘッジシュー１５８の上面に取り付ける。据付ブラケットの他の脚１７０は、水平に延びる脚１６８から垂直方向に、内向きの面１７２がヘッジシュー１５８の内向きの面１５９と同一平面になるように延びている。脚１７０の垂直延長部は、ボード面９４よりも充分に高く、その結果、そこに形成されるスラリーヘッド９９は、エッジフラッパ機構１６２の頂点を超えてこぼれることがない。
【００７６】
垂直延長脚１７０は、垂直のばね付き丁番１７４を備え、これは、図５の二重矢印で示すようにエッジフラッパ１７６が一定限度ヒンジ１７４の周りを回転可能にするように、エッジフラッパ１７６を垂直延長脚１７０に取り付ける。ばね付き丁番１７４は、エッジフラッパ１７６が石膏ボードの縦方向の端９５に接するように強制し、ばね付き丁番１７４の力はエッジフラッパ１７６とボードの縦方向の端９５との間に接触を保ち、スラリーヘッド９９の水平方向圧力に対抗するのに充分である。エッジフラッパ１７６は、丸みのある先導コーナー１７８を有し、ボード面９４上の石膏スラリーを留めるように全スラリーオーバーフローを集めるのを補助する。
【００７７】
ボード製造の間、エッジバー１５０にかかる上方向の過剰圧力の瞬間衝撃、例えばボード内の異常から、あるいはスタートアップ、シャットダウン作業中に起こり得る衝撃を吸収するために、エッジバー１５０を回転ホイール１８２から水平方向に極短距離だけずらす。ベルトライン１８０は、突然の上向きまたは垂直の圧力を石膏ボードの表面被覆９４を阻害することなく調整するようないくつかの融通性を備えている。
【００７８】
エッジバー１５０はまた、上面ロールコータサブアセンブリ１１０により塗布される第一の浸透スラリー被覆１３８により作られるものよりも改良され、より滑らかでより高密度な石膏スラリー層を表面９４の上に作りだす。このより高密度な被覆は、第二のスラリーヘッド９９が湿潤スラリー混合物から連行気泡を追い出す過程を持続する傾向から生まれる。
【００７９】
エッジバーアセンブリ２９８の第二の好ましい実施態様を図８〜１１に示す。エッジバーアセンブリ２９８は、多くの点でエッジバーアセンブリ９８と同様である。アセンブリ２９８は、またボード面９４のすぐ近くのベルトライン１８４の上に載っている。エッジバーアセンブリ２９８は、適当な取付手段、例えば図示するスタビライザーマウント装置２９７によって水平位置を安定化する適当な場所に据付けられる。据付装置２９７は、据付基台３０２を備え、これは安定な場所、例えば地面やコンベアシステム１８０の基礎構造に固定される。スタビライザーマウント装置２９７はさらに据付基台３０４内に据付アーム３０２を垂直方向に駆動するための昇降ピストン３０６を備えてもよい。据付アーム３０２は、エッジバー据付延長部２５２と係合し、以下に説明するように、電気的または別の方法でエッジバーの垂直位置を変更するのを制御し得る。
【００８０】
エッジバーアセンブリ２９８はまた、エッジバーアセンブリ９８と同様に、エッジバーアセンブリの残りの要素が載るエッジバーシート３０２を備える。バーシート３０２は、開口３０８、および二以上の第二の垂直開口３０９をエッジバーの配向と安定化を付与するために備える。
【００８１】
エッジバーアセンブリ２９８は、エッジバー２５０から開口３０８（一つはアセンブリ２９８の各側端に位置する）へ横方向に延在するエッジバー 据付延長部２５２を有する改造エッジバー２５０を備える。図９に最もよく示されるように、エッジバー延長部２５２は、コンベアベルト１８４の側端を越えて延在し、そこでエッジバーアセンブリ２９８の安定化部位と係合する。エッジバーアセンブリ２９８およびエッジバー２５０の垂直部位、ならびにエッジバーとコンベアベルト１８４の表面との間の離隔距離は、石膏ボード１９０の所望の厚みを維持するように制御される。
【００８２】
エッジバー２５０の底スキム面２５４（bottom skimming surface）は、湿潤石膏スラリー面９４に連続的に接触して、残っている未被覆の領域の上を全部かすめて埋めるように石膏ボード面に、こて効果を付与する。エッジバー２５０は、また、図９に示すように裏面９４の領域に渡って小さなスラリーダム１９９を作ってもよく、その大きさは、スタビライザーマウント装置２９７によって、エッジバー２５０とベルト１８４の表面との垂直離隔距離を調整することによって調整可能である。
【００８３】
スキム効果を付与して滑らかなボード面９４を作りだすスラリーダム１９９の維持を補助するために、前傾予備成形板（forward angle, pre-forming plate）３１０をエッジバー２５０の先導端とする。前傾予備成形板３１０は、過剰の石膏スラリーをブロックしヘッド１９９に案内する機能を付与し、これによって図９に示すように、既製の石膏スラリー源を作り、このヘッド１９９が表面に残った全てのボイドを埋め、ＧＲＧボードの表面を滑らかにするための石膏スラリーになる。
【００８４】
前傾予備成形板３１０は、表面９４に対して鋭角をなし、石膏スラリー面９４から掬い取られる石膏スラリーを集め、それを望ましい滑らかな表面に改質するよう転送することが可能である。この角度の好適値は、約３０°〜６０°の間であり、最適値は約４５°である。前傾予備成形板３１０は、受板３１２を有してもよく、この板は、同様の鋭角をもった二個のセクションからなっていてもよい。受板は、前傾予備成形板３１０のための支持構造を提供する。
【００８５】
エッジバー２５０の前傾板３１０は、好ましくはエッジバー自身と一体に形成されるか、または適当な手段（図示せず）によってその上に取り付けてもよい。しかし、予備成形前傾板３１０の底面からエッジバー２５０の成形面２５４への移行が滑らかであり、石膏スラリーの面９４への均等被覆を妨害しないことが重要である。図８では仮想線で鋭角の接合点として示しているが、予備成形板３１０と面２５４間は丸みをつけたより滑らかな移行が好ましいかもしれない。エッジバー２５０の縦幅は、面９４と接触する長さを有し、石膏ボードの移送方向により長く、約２０ｃｍ（８インチ）の長さを有する。長い幅は、エッジバー２５０と面９４との平滑化のための接触をより長くする。
【００８６】
より滑らかでこびりつかない面２５４を得るために、エッジバー２５０の下面で定義される第二の成形板の裏面にテフロン（商標）被覆を設けてもよい。代わりに、エッジバー全体をテフロン（商標）などのこびりつかない材料で構成してもよい。
【００８７】
石膏ボード側端９５の成形の間、平滑化能力と所望の幾何形状の完成を増長するために、後述するようなエッジフラッパサブアセンブリ２６２をエッジバー２５０と共に操作するために設置する。
【００８８】
適宜の空気式バイブレータ２６０を、好ましくはエッジバーアセンブリ２９８内に、好ましくは石膏スラリー平滑化作業を補助するために予備成形前傾板３１０の上に、そしてエッジバー２５０上にスラリーが蓄積するのを抑制するためにフラッパエッジアセンブリ２６２上に設置する。
【００８９】
上記したように、石膏ボードおよびベルト１８４は、ベルトライン１８０によって図９に示す矢印方向へ連続して移送される。しかし、この実施態様（図８〜１１）の顕著な相違は、エッジバーアセンブリ２９８がベルト１８４の表面に載らずに、上記したように取付装置２９７によって個別に制御される面に対して高さを有する。図９に示すように、エッジバー２５０は、ボード面９４の上に広がって、石膏スラリー層によって個々のガラス繊維の露出が最小限の平滑な表面９４の形成を完成させるスラリーヘッド１９９を保持する。
【００９０】
エッジバーアセンブリ２９８はさらに、エッジバー２５０の上に適当な取付手段でエッジフラッパ機構を備え、そして取付アーム３０２にねじを切った適当な開口３０９を介して両エッジバー延長部２５２を係合する。エッジバーアセンブリ２９８の据付基台３０４を介したマウントスタビライザ装置２９７の取付けは、平滑面９４を作ると同時に石膏ボードのエッジ９５に滑らかな石膏層を付与する一体エッジ機構（unitary edging mechanism）を備える。
【００９１】
エッジバーアセンブリ９８とのもう一つの相違は、エッジシューの省略である。その代わりに、エッジバーアセンブリ２９８は、エッジバー２５０の対側端３２０にテフロン（商標）フラップ３２０の配置を加え、このフラップは約１５ｃｍ（６インチ）〜約１８０ｃｍ（７２インチ）の範囲の寸法で構成される。テフロン（商標）フラップ３２０は、エッジを矩形または他の幾何学形状のエッジに成形するために、石膏ボードのエッジ９５に隣接して配置される。テフロン（商標）材料は、石膏ボードが図９の矢印の方向に連続して通過するのを妨害しない平滑面を作る上で好ましい。
【００９２】
石膏スラリーがボードエッジ９５の表面に過剰に形成するのをさらに抑制するために、エッジフラッパ機構２６２を配置して、テフロン（商標）フラップおよびエッジバー２５０と共同して作用させる。エッジフラッパ機構２６２（図１０および１１）はまた、製造中にスラリーヘッド１９９が石膏ボードエッジ９５を越えてオーバーフローするのを留めるための手段を提供し、そして石膏スラリー斑点（patches）が移動ベルト１８４に形成されるのを抑制する。
【００９３】
エッジフラッパ機構２６２は、エッジバー２５０の上に設置され、そこへ適当な手段、例えばエッジバーアセンブリ９８(図４〜６)に関して上記したもので取り付ける。さて、図１０〜１１を参照すると、一個のフラッパ３２２は、フラップ３２０の上に配置され、フラッパ３２２をエッジバー２５０に取り付ける枢軸ばね付き丁番２７４の結果としてそこで旋回できる。フラッパ１６２にあるように、ばね付き丁番２７４は、ばね付き丁番２７４の周りを回転してエッジフラッパ３２２が表面９５に隣接するための張力を提供し、ばね付き丁番２７４は、エッジフラッパ３２２の内面３２４を石膏ボード縦方向の端９５との間の接触を保つのに充分な力を提供する。ばね付き丁番２７４の力は、スラリーヘッド １９９の水平方向圧力に対抗する。エッジフラッパ３２０は、圧縮作動式昇降レバー３２６を備えてもよく、これは、アセンブリ２９８を面９４から上に離すときに、フラッパ３２２に上方回転を強制するのを助長する。エッジバーアセンブリ２９８の特別な配置では、エッジフラッパ機構２６２を直接石膏ボードの側端９５に配置する。しかし、該構成は、エッジバーアセンブリ９８のものとは、エッジバー延長部２５２がエッジフラッパ機構２６２から離れて延在し、延長部および昇降制御２９７をエッジフラッパ機構２６２から取り外し、および若干離隔するようにする点で相違する。この構成は、エッジフラッパ３２２またはエッジバー２５０の操作効率性に大きく影響せずに、エッジバーアセンブリ９８と同様の機能を付与するが、該構成は、その操作の持つ問題を回避するために石膏スラリー不含の清浄な空気式装置を維持しやすい。
【００９４】
さて、図１２〜１４を参照すると、石膏ボード製造ステーションの下流に設置する別の実施態様のエッジバー機構が示されている。最終エッジ仕上げ工程に先立つ、石膏ボード自体を製造する装置および方法は、一般的に前の実施態様と同一であり、ここでは詳しく記載しない。したがって、同一かまたは同様の要素は、同一の参照番号で呼び、異なる参照番号は、この実施態様に特有の要素を表す。
【００９５】
図１２は、一般的に４００で表す石膏ボード製造および搬送ラインの概略側面図を示し、図１３は概略正面図を示す。石膏ボード製造は、下側表面シート１４および上側表面シート１１４を含み、スラリー４４がランダムに配向した無機繊維材料からなる二シート間に配置される。該装置は、ピン８２および所望の厚みを有する石膏ボード９４を製造するための成形板部８４、８６を具備する。ポスト４０５は、上側表面シート配送システム４１０を装備するために示され、マットロール１１２（図１）用のマウントを備える。成形台７０は、石膏ボード製造用の作業台を提供する。
【００９６】
図１２および１３に示すように、成形板８６の追加の延長部４８６は、成形板サポート４８８に支持されている。成形板８６、４８６およびサポート４８８は、一緒に結合し垂直方向に置換可能なバックスキンコータアセンブリ４９８の先導端部を備え、成形板昇降システム４２０によって制御可能なアセンブリ４９８の置換により、アセンブリをポスト４０５に沿って垂直に置換する。昇降システム４２２は好ましくは、成形板サポート４８８および成形板８６、４８６の高さを成形台７０の表面７２から調整するために、電動または水圧のいずれかのアクチュエーター４２２を備え、所望の石膏ボード厚みを得る。昇降システム４９８は、また、製造ラインが休止している間中、調整、修繕または洗浄のために装置にアクセスしやすくするために、成形板アセンブリ４９８をボード９４から間隔をおいた遠隔位置まで昇降できる。
【００９７】
前記実施態様にあるように、バックスキンコータアセンブリ４９８は、本明細書では図１４に詳細に示す成形板アセンブリと呼ぶことがあり、過剰のスラリー蓄積を全部案内し転送するためのスラリー入口リップ４５８を備え、該スラリーは、上記するように、石膏を固化するための発熱石膏反応を始めるときに石膏からにじみ出る再水和水を含み得る。成形板または石膏接触振動接点部材（本明細書では接触成形板４５０と呼ぶ）は、平滑化機能を提供して、石膏ボード表面にできる限り平滑な表面を付与する。
【００９８】
バックスキンコータアセンブリ４９８は、成形板昇降システム４２０によって静止または固定の上昇位置に保持される。操作の間、アセンブリ４９８は、成形板がボード９４の移動濃厚スラリー層１１４と連続的に接触するような適当な高さに下げられる。高さは、ボード９４を所望厚みに成形するのに適当であり、接触成形板４５０が働きかける重量または圧力は、ボード面１４および１１４の成形に充分であり、そして図１４に示す、量のある（volumetric）未固化石膏スラリーヘッド４５９を作りだすのに充分な印加圧力を働かせるのに充分である必要がある。
【００９９】
石膏ボード業界で初期固化(initial set)または硬化点(stiffening point)として知られる石膏ボード成形工程地点で、石膏ボードの表面に水の膜を作ることが好都合かつ好ましい。この地点では、配合添加剤を導入して石膏形成液またはスラリー形態の再結晶速度を増減することによってボード固化工程に付与可能な制御策がある。
【０１００】
圧力は、矢印の方向へ移動する石膏ボード表面に連続して作用され、そしてスラリー案内入口リップ４５８の内側下面４５６にて印加される。成形板アセンブリ４９８は、その重量を支持するようにボード９４の上面に配置され、アセンブリ４９８は垂直方向には自動調整が自由である必要があり、そしてその重量は、ボード９４の幅に渡って等しく分配され、接触成形板４５０は、石膏ボード９４の上に一様な表面圧を付与し、これによって一様に等しい厚みのボードを作りだす。接触成形板４５０の移動板面に対する入射角は、約２５°〜９０°の範囲で望むとおりに可変または固定である。
【０１０１】
平滑部分を付与する別法を提供し得る。例えば、入口スラリーリップは、多くの異なる形状、例えば凸状または弾頭（bullet nose）形に修正し、該形状はボードの表面上にスクーピングおよび平滑化（scooping and flattening）効果を生み出す。スラリー入口リップに対するもう一つの改善は、凹状くぼみ（図示せず）を設けることで、スラリーをバックスキンコータアセンブリの横方向中央部に集めて移動ボードの中央に付加することができ、あるいは凸状面にして過剰のスラリーを望むとおりにエッジの方へ案内することである。入口スラリーリップのボード移動方向に対する向きは変更可能であり、例えば斜め向きによる。
【０１０２】
別法として、バックスキンコータが表面を最初に均等に平滑化してからボードをさらに後述するように流動床(fluid bed)で仕上げるために、スラリー入口リップ４５８の代わりに、一個または一組のロールコータホイール（図示せず）を使用することができる。ロールコータは機械的または電気機械的に正逆回転方向に駆動し得、固定され、または最終表面および厚みボードへ付与するために、調整可能である。
【０１０３】
バックスキンコータアセンブリ４９８は、さらに、横方向に延在する振動接触部材４５０を備え、これは、滑らかな石膏表面を製作可能な平滑金属または複合材料からなる。より滑らかな表面を製作のための触媒を提供するために、各種部材のバックスキンコータアセンブリ４９８、例えばスラリー入口リップ４５８および接触部材４５０のそれぞれが、１以上の補助空気式バイブレータ４６０を有する。バイブレータ４６０は、典型的には図示するようにバックスキンコータアセンブリの幅に渡って配置される。
【０１０４】
バイブレータ４６０は、好ましくは空気式または圧縮空気駆動手段により駆動され、圧縮空気は外部の供給源、例えばポンプ（図示せず）から空気供給ライン４０８を通して空気供給マニホールド継手４１２へ供給され、該継手は各バイブレータへフィードライン４１４を通って順に供給する。各バイブレータ４６０の振動速度は、各バイブレータ４６０とマニホールド継手４１２との間の供給路に直列に配置されたバイブレータ気流制御弁４１６によって制御される。
【０１０５】
バイブレータ４６０は、一般に、主接触成形板４５０がその作業高さに達したときに作動し、バイブレータ４６０の振動速度（vibration oscillation speed）は、スラリーヘッド４５９に過剰な蓄積を防ぎ、そして石膏ボード９４の濃厚石膏層１４、１１４に残存しているかもしれない大きなエアポケットを除去するのに適当な速度へ弁４１６によって制御される、今のところ未固化の石膏が繊維間に浸透して、濃厚石膏をボードの外面９４を完全に被覆するために、追加の振動圧力を付与する。
【０１０６】
スラリー入口リップ４５８、接触成形板４５０、成形板８６および成形板延長部４６８は、多数の硬いまたは硬化した耐久性材料、例えば金属、セラミック、複合材料、耐久性プラスチックのいずれからなってもよい。スラリー入口リップ４５８および接触成形板４５０は、金属、セラミックまたは複合材料の場合、スラリーの表面への接着が表面にさらなる蓄積を付与するために迅速に蓄積し得るスラリー蓄積が板の成形面に接着するのを回避するために、好ましくはそれぞれ研磨され、またはクロム被覆された石膏接触面を備える。したがって、未固化石膏が接触面に残留せずに処理されるためには、つるつるしているかまたは非常に滑らかな接触面が各石膏成形部材にとって望ましい。別法として、スラリー入口リップ４５８および接触成形板は、こびりつかない被覆、例えばテフロン（商標）、ビニル（商標）またはナイロン（商標）(ポリアミド、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド))表面被覆(図示せず)で被覆された接触面を有して、未固化石膏スラリーの表面接着を防止し得る。接触成形板４５０の接触面は、本明細書の他の実施態様に参照されるように、機械と線平行または横方向に平坦または一定形状あるいはエッジデザインを有して、所望の石膏表面またはエッジ効果を与えてもよい。
【０１０７】
上記の他の実施態様にあるように、接触成形板４５０、および接触成形板アセンブリ４９８のその他の部材は、成形板サポート４８８などの据付部材によって支持され、該サポートは、石膏ボード９４に望む表面処理を供与するために迅速に移動する石膏ボードに対してバックスキンコータアセンブリ４９８を位置決めおよび配向するための昇降システム４２０に対してフレーム構造を提供する。
【０１０８】
さらに、石膏ボードの各側端も、ボード９４のエッジを形成し滑らかにするための図１２に示す二個のエンドシュー４６８によって形づくられ、該シューは好ましくは接触成形板アセンブリ４９８の上に搭載する。エンドシュー４９８は、図示せずまたここで詳細に説明しないが、他の実施態様で説明したような機能を提供するものであって、例えば鋭角なエッジを提供し、また濃厚スラリー層を折り返して図７に示した石膏ボード実施例の側端壁９５について記載するようなガラスマット保護エッジを提供する。エンドシュー４６８は、さらに未固化スラリーをバックスキンコータアセンブリ４９８の領域内および石膏ボード９４の上面に納め、これによって石膏スラリーが成形ベルト１８４の上にこぼれるのを回避する。エンドシュー４６８は、上記した他の実施態様ではエンドフラッパとも呼び、一個以上のバイブレータ(図示せず)を具備して石膏スラリーが接触面に蓄積するのを抑制する。
【０１０９】
さらに、石膏ボード９４の極めて滑らかな前面を達成するための濃厚スラリー上面層１１４の平滑化は、石膏ボード９４の上面に水の連続膜を作るために加圧水を供給する微孔性流動床接触板部材４７０によってもたらされる。ここで図１２〜１５を参照すると、微孔性流動床は、以下に説明するように、流動床微構造に流れ込む流体の量と圧力を制御する流動床マニホールド制御弁４７４を有する加圧水マニホールド４７２（図１５に詳細を示す）を使用することによって流体膜を提供する。マニホールドから来る加圧流体は、以下により詳細に説明するように、マニホールドパイプを通って微孔性流動床４７０に分散される。弁４７８を有するマニホールド排出口４７６は、マニホールド４７２から来る流体を減圧または排水するために利用される。
【０１１０】
図１５に、マニホールド４７２および微孔性流動床４７０の詳細破断正面図を示す。流動床マニホールド４７２は、複数の供給管４４０を備え、該管は流入源および加圧流体マニホールド４７２からの加圧流体を複数の流動床微孔流出分岐部材４４２（fluid bed micropore outlet branch members）に分配し、該部材は、さらに、加圧水を、開口４４６を通して石膏ボード９４の表面に分配する複数の微孔４４４（図の仮想線）からなる。表面９４は、平滑化および成形工程を継続し、あるいは代わりに接触成形板４５０の延長（図示せず）流動床接触成形板部材４７０と連続的に接触する。流動床接触面４４５は、板４７０の平滑化機能を持ち、面は、研磨またはクロム被覆あるいは他のこびりつかない材料からなる。理想的には、成形板部材４７０の上皮被覆面の横方向寸法は全サイズのボードに適用できるよう充分な幅であるが、６インチ（１５．２４ｃｍ）〜５４インチ（１３７．２ｃｍ）の範囲のボードを製造するのに調整可能である。
【０１１１】
表面４４５は、複数の微孔開口４４６を有する平坦または一定形状の表面からなり、そこを通って加圧水が石膏ボード９４の表面に分配される。微孔開口４４６は、表面に均等に流体膜を散布するために、好ましくは均等に互いに間隔をあけてかつ微孔接触成形板４７０の幅に渡って延在する。
【０１１２】
移動する水膜が、スキムコータアセンブリの表面から働きかけられる接触圧力と連合して、石膏ボード表面を平坦かつ滑らかにして、満足に仕上がりほとんどつやのある外観を持つ最終石膏ボード９４に生じるこて機構として作用することは、本発明の一実施態様である。このレベルの平滑さの仕上がりは、概して、紙面石膏ボードを壁アセンブリに組み込んだ後、人力を使用してスキムコート石膏化合物を紙面石膏ボードに塗布することによって適用され、業界では、通常の下塗りまたは塗装用に傷のない滑らかな外観の壁を提供する極めて望ましい特徴を有する表面であるレベル５仕上げと呼んでいる。本発明では、前記ガラス繊維強化石膏ボードの製造に使用する場合、石膏表面は強化高分子化合物で改善されると、表面はレベル５仕上げの滑らかさになるので、強化高分子が塗装仕上げ手順の中の標準的な下塗り工程の所期の目的に役立ち、塗装に先立つ下塗り工程の必要がない。例えばそのような表面は、その上に直接塗装され、下塗りや他の予備仕上げ工程の必要がない。
【０１１３】
微孔４４４は、流体の流れを成形面４４５と石膏ボード９４の上面との間の空間に連続的に注入するために本質的にはコーン形状（仮想線で示す）であり、その頂点が表面４４５にあり、端が開口４４６である。流動床部材４７０の接触面４４５を横切る延長方向に対して開口を戦略的に置くことが、エッジ９５間のボード９４の全幅に延在する流体膜を付与することになる。
【０１１４】
流体膜は、石膏ボード業界において初期固化または硬化点として知られる、石膏成形方法の正確な地点で石膏ボードの表面に提供される。流体は、石膏が最初に固化し、濃厚石膏層の表面を形成する、ちょうど再水和反応の始まる場所で石膏ボード９４の上面の濃厚石膏層を横切るように(transversely)移動する。このステージでは、石膏は、他の工業用セメント質化合物のようにその流体特性を失い始める。石膏は再水和が完了する最終固化段階にはまだないが、成形を制御できかつ最終表面層の形成を始めるのに充分な可塑性である。
【０１１５】
石膏ボードが石膏成形ラインに沿って継続して入れ替わるので、再水和反応が進行し、そしてそれが発熱反応のため、熱と水を副生成物として排出する。この水は、微孔性流動床４７０によって付与された流体膜とともに、ボード表面の可塑性質の濃厚石膏層へ添加される。石膏は再水和すると連続して硬化し、平滑接触面４４５が最外濃厚スラリー石膏層に渡って、石膏ボード９４の上面にさらに平滑作用をかける。平滑化作用は、表面４４５の接触によるものだけでなく、石膏ボード表面１１４と接触面４４５の間の境界にある流体膜が、境界の石膏に対してリセクシャライズ（re-sexualizing）する能力を付与するためでもある。この工程は、滑らかなレベル５外観まで上げレベルの追加を与えるのに役立つ。また、流体が蒸発するときに後に流体の除去された固化状態の石膏を残すので、表面がより高密度な層を付与するのにも役立つ。
【０１１６】
表面４４５の微孔は、石膏ライン方向および横断方向の両方に平坦または一定形状のこて接触面を作りだす能力がある。この表面作用は、石膏層の成形工程を完結する。
【０１１７】
石膏ボードの加工を完了するための残る工程は、本質的に標準的と考えられ、ここでは詳述しない。ベルトライン１８０は、製造石膏ボードをボード製造ステーション１１０から４５ｍ（１５０フィート）／分またはそれ以上の速度で移送させる。石膏が水和工程で固化するのに必要な時間は公知であり、ボードは、初期水和の間、水平延在面に支持されなければならないので、ベルトライン１８０から、または他の水平支持機構から移動させることはできない。従来技術方法で製造される石膏ボードの製造速度は、本発明の方法により製造されるものより著しく遅い。したがって、ベルトラインの速度は、もっと遅かった。
【０１１８】
本発明方法の著しく速い製造速度に適応するために、ベルトライン１８０は、従来技術ラインよりも著しく長くなる必要があり、たぶん１８０ｍ（６００フィート）またはそれ以上を超えて延在する。実際の水和速度は、周囲条件、例えば温度、湿度、石膏密度などに依存する。必要なら、これらの条件を考慮に入れて完全な水和を完了してから後続の製造工程に行かせるために、製造速度およびベルトライン１８０の速度を修正し得る。
【０１１９】
水和工程に続いて、石膏ボードは所望の長さに切断され、石膏ボードセグメントを作り、これを次いでターナーアームで裏返し、移送ベルトの上に返す。裏返した後、このステージでは、ボードの上面のスプレー塗布や塗装が適当である。ボードは次いで、ローラテーブル(図示せず)によって乾燥機に移送され、乾燥工程は、本質的に標準または公知のボード乾燥手順によって行なわれる。水和工程が流体の分離を生じ、この流体は液体状態で、固化スラリー状態の石膏とともにあり、さらに最終石膏ボード製品中の完全に固化した石膏へ硬化され、乾燥工程が、発生した流体を除去する。
【０１２０】
乾燥工程は、多数の異なる設定で温度を変えた一個以上の乾燥機セクションに石膏ボードセグメントを通過させることにより、水和した湿潤石膏から来る流体を除去する。鉱物繊維、例えばガラス繊維を使用すると、前面および裏面の中の裏張りマットが使用温度を下げ、低温は、石膏ボード中に標準紙裏張りが無いことと合わさって、この部分の工程に必要とする乾燥エネルギー量を減らせることが判明した。
【０１２１】
現在の標準的な紙面石膏ボード製造で行なわれる最終ボード仕上げ工程は、本発明によって排除される。例えば、本発明の製造ラインの折目ホイールは、上記で説明したように、折目で上下合体シートに折りたためば、ばらつきなく所望の幅を有する石膏ボードを作りだす。したがって、石膏ボードセグメントの均一な幅を得るためにボードの長さ方向のエッジを鋸で切る必要は排除される。
【０１２２】
本発明の石膏ボード製造の使用からさらなる利益が導き出される。設定したような製造ラインは、迅速かつ簡単に紙ボードからガラス繊維石膏ボードへ、およびその逆へ転換でき、したがって、１から他の製造モードへ転換する間の再編成費用および休止時間を減少する。これは製造ラインを止めることなく行なうことができる。より高いライン速度が、本発明によって可能になり、石膏ボード生産高に対する固定費を減少することにより全体の製造コストを減少することができ、したがって、限界利益が増加する。
【０１２３】
本方法は、前面および裏面ならびに側方端面に、より高密度な石膏混合物を活用して、構造強度を付与するとともに、より軽い低密度の芯材によってボードの全重量が減少することになるほか、限界製造コストを減じる、搬送コストを政府規制局によって定められた最大輸送重量制限を超えることなく削減できる。建設現場での取扱いは一層容易であり、なぜならボードを使用する作業者の皮膚に侵入するかもしれない未被覆のガラス繊維が露出せず、したがって作業者の身体の不快を抑制するためである。別の構造的利益は、エッジを切断せずに成形でき、またガラス繊維の露出を無くし、そしてさらに最終石膏ボードセグメントの構造一体性を強化する能力から生じる。
【０１２４】
追加の利益および機能特性の改善は、添加剤を一以上の石膏スラリー３８、４４、１３８に含める能力から導かれる。例えば、ボードの前面および裏面に流体抵抗の改善を望む場合は、高分子化合物のような添加剤を、コントローラ３６および／または１３６の中へ直接入れる成分混合物の中へ含める。そのような添加剤は、多数の所望の特性、例えば流体抵抗、構造強度、前面をさらに仕上げるために塗布仕上げシステム用基質に付与する能力、仕上げ要素、例えばしっくい壁被覆などをそこへ接着する能力のいずれか付与するために選択することができる。
【０１２５】
濃厚スラリー３８への混合時に特定グループの高分子添加剤の添加が、多くの示した特徴を付与することが判明し、かつ本発明の特徴である。固体高分子化合物を水またはその他の液体にほとんど所望の比率で溶解させるが、好ましくは約４５％高分子固形分が液中に希釈された溶液である。好ましい実施態様では、標準ボード仕様を著しく超ええるために高分子溶液は、所定のコントローラ、例えばコントローラ３、１３６で吸い出され、ミキサー３０の各チャンバーで混合される濃厚スラリー３８、１３８の混合物へ添加される。濃厚スラリーコントローラ３６、１３６は次いで濃厚スラリー ３８、１３８を出口３４、１３４から直接アプリケータロールコータホイール２２、２２’に必要に応じて供給し、完成石膏結合へ物理表面強度の増加をもたらす。
【０１２６】
理想的には、石膏スラリー溶液中の高分子添加剤は、芯スラリー４４と外面濃厚スラリー３８、１３８との間、およびガラス繊維表面シート１４、１１４’のマットに沿っておよび中を拡がる濃厚スラリー間の結合強度を高める。高分子は、高分子マトリックスを生成し、このマトリックスは、低密度芯スラリーの接点から延在し、そしてシート１４、１１４の中に浸透している濃厚スラリー層３８、１３８の中へ行き、そして石膏ボード表面まで延在する。高分子マトリックスは効率的には、石膏基台内に埋め込まれ、一体になった表面を作り、その上にさらなる仕上げ、例えば塗装や不透水性アクリル被覆の基礎となり、この仕上げ仕上げ工程の段階で、例えばスプレー被覆で付与される。
【０１２７】
完成石膏ボードの前面の表面組織は、高分子を含み、この高分子は基礎となるマトリックスの一部として滑らかな濃厚石膏層を発現し、そこに他の高分子（例えばアクリル）化合物が接着する。高分子層が例えば乾燥工程で硬化すると、 荷重に耐えることの可能な堅い表面を与えるまで固まる。高分子添加剤を有する表面は、チョーキングが減少し、耐水性が改善し、そして他の高分子による化学接着のための特別なサイトを提供する。耐水性または不透性の組成物は、以下の化合物：ポリアクリルアミド、ポリメチルアクリルアミド、ポリビニリデンクロライド(PVDC)、ポリアミド、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)、ポリビニルクロライド(PVC)、ポリエチレン、セルロースアセテート、ポリイソブチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、スチレン、ブタジエン、スチレンブタジエン共重合体、ポリクロロプレン、スチレン、ブタジエン（ネオプレン（商標））、天然ゴム、ポリ(2,6ジメチルペンテンオキシド)、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)（テフロン（商標））、天然ゴム、ポリ(2,6ジメチルペンテンオキシド)、ポリ4-メチルペンテン-1および ポリジメチルシロキサンの一種または組み合わせからなる。
【０１２８】
石膏ボードがまだ固化していない場合、乾燥工程前に、適宜のアクリル被覆工程を、製造ラインの適当な地点で行なうことができる。アクリル塗布工程は、アクリル樹脂塗料をフラッドコーティングまたは他の適当な手段で未硬化高分子層に塗布することを含む。アクリル高分子の特性は、アクリル樹脂塗料と石膏ボードに埋め込まれたラテックス高分子添加剤との間で化学結合を直接生成する傾向にある。別法として、石膏ボードを所望の長さに切断し、ボードセグメントを裏返してアクリル被覆を受けた後、アクリル樹脂塗料を塗布してもよい。
【０１２９】
アクリル被覆は、表面層の中に楔を締め、前面の臨時の機械的結合を作る。後続の汎用乾燥機内での、アクリル被覆を含んだ石膏ボード表面の乾燥および硬化は、高分子マトリックスとアクリル前面被覆との間に化学結合を生成する。こうして形成された共重合体化学結合は、GRGボードの水吸収を抑制し、さらに後続のボード取扱いおよび建築用途使用時のボード風化の間に石膏ボードの表層が剥離するのを抑制する。
【０１３０】
好ましくは、所望の特性を作りだすと述べた高分子添加剤は、アクリル樹脂、スチレン、ブタジエン、ラテックスまたはポリビニルアセテート高分子、および水または他の流体に不溶性の共重合体、例えば上記のものからなる群から取得する一種またはそれ以上の高分子からなる。溶液中の高分子の配給は、濃厚または芯スラリーなどの完全スラリー混合物中が目標とされ、あるいは濃厚スラリーコントローラ３６または３６と１３６の両方を目標とした配給でもよく、あるいはさらに濃厚スラリー３８を上側表面シート１４へ配給する出口３４へ直接目標としてもよい。高分子、特に高濃度での添加は、石膏スラリーの流動性に影響を与え得、したがって追加の水およびまたはレターダが高分子添加剤を用いる場合、あるいは必要なら処理の後、例えばスラリー／高分子組合せを混合した後に必要かもしれない。
【０１３１】
好ましくは、高分子は水溶液であり、そして約１％〜９９％溶液の範囲であり得るが、好ましい範囲は約４０％〜５０重量％高分子、さらに好ましくは４５重量％高分子である。好ましくは、高分子溶液は、石膏スラリーを前面および裏面シート１４、１１４‘へ配給するコントローラに、約１９０ｃｍ３（０．０５ガロン）／分〜約０．０１９ｍ３（５．０ガロン）／分、好ましくは１９０ｃｍ３（０．１ガロン）／分〜０．００４ｍ３（１．０ガロン）／分の供給速度でポンプ注入する。実際の配給速度は、ボード製造ラインの速度や他の製造考慮事項に応じて変わり得る。
【０１３２】
表面被覆は、好ましくは滑らかまたは織地面のフロントボード面に直接、約０．５ミル〜４．０ミルの最終石膏ボード厚（乾燥被覆厚ともいう）を生じる速度で塗布する。塗布速度は、被覆するボード面の単位面積当たりの湿潤アクリル樹脂溶液重量で測定し、約０．００５４ｇ／ｃｍ２（０．１８オンス／平方フィート、（ｏｚ．／ｓｆ））〜約０．０４５ｇ／ｃｍ２（１．４５ｏｚ．／ｓｆ）の範囲であり得る。理想的には、アクリル被覆は、少なくともその一部に、被覆が前面スラリー層へ当たる（striking）のを手伝う一個以上のレオロジー改善化合物を含む。
【０１３３】
アクリル表面被覆は、ガラス転移温度（Tg）約１５℃〜５０℃、好ましくは約２０℃〜３０℃のあらゆる種類のアクリル高分子樹脂、例えば上記した表面被覆材料からなる。
【０１３４】
使用する高分子およびアクリル樹脂塗料の組合せは、好ましくは単量体、例えばメチルアセテート、エチルアセテート、ブチルアセテートまたはこれらの組合せを作りだすことができる。望ましい薄膜形成最低温度の約１５℃〜３０℃は、エチルアセテート単量体またはメチルアセテートおよびブチルアセテート単量体からなる組合せから得られている。もちろん、形成される単量体の種類は、高分子添加剤とアクリル樹脂塗料との硬化反応の間に起きる相互作用で決まる。
【０１３５】
アクリル樹脂またはその他の共重合体表面被覆は、石膏ボードが完成した充分後、すなわち、硬化および乾燥後、あるいは石膏ボードを作業場所に据え付けた後でも付してよく、濃厚石膏に潜在するマトリックスと添加材料とが共重合体表面層に良好な結合面をもたらす。
【０１３６】
高分子添加剤と共重合体表面層間の結合強度の付与のために、共重合体表面層、例えば仕上げ用アクリル樹脂層を硬化工程の前または最中に塗布することが可能である。高分子添加剤とアクリル樹脂との間に形成される結合が完全に硬化する前に、共重合体層を塗布すると、結合の数が増大し、これらが硬化工程で維持増強される。なぜなら、高分子が一緒に硬化して最終石膏ボード製品の表面をより強固かつ耐久性にするからである。
【０１３７】
さて、図７を参照すると、上記した一またはそれ以上の本発明方法により製造され、完成する本発明の石膏ボード製品１９０が示されている。石膏ボード製品１９０内では、芯スラリー４４は、本質的にガラスマット面シートからなる鞘ですっぽり包まれ、鞘は縦方向ボード端が上に折り返され、そして上（裏）面シート１１４‘が、水和芯スラリー４４および面シート１４の折り返された端部の上に配置される。ガラス繊維が表面に露出する量がもしあっても最小限になるように、濃厚スラリー３８および１３８がガラス繊維表面シート１４および１１４’の全外面の上に配置される。本発明の方法は、縦方向の端９５がコーナーをなし、その一つを図７に示す。
【０１３８】
アクリル樹脂被覆化合物の試験では、特に耐水性添加剤を芯および高分子修飾濃厚スラリー層に用いたとき引張り強度の増加が現れた。試料の試験結果によると、平均引張り強度が最小約１００kPa (１５psi)から最大約２３５kPa (３４psi)を示し、これは、国際建築主事会議（International Conference of Building officials）によって公表されている最低条件を満たしかつ超えている。データによれば、性能増強用アクリル樹脂塗料と少なくとも上側表面シート１４の濃厚スラリー層３８／１３８に埋め込まれた高分子被覆との間の分子間結合理論を支持しているようである。最終石膏ボード製品の引張り強度や他の所望の特性を増すために、追加の分子間結合は、使用するアクリル化合物または組成物の組合せを変更することによって、あるいは、他のパラメータ、例えば溶液濃度、塗布速度ならびに硬化の時間および許容（condones）を変更することによって得られる。
【０１３９】
本発明を、上記実施態様を参照して説明した。開示した実施態様の修正および変更は、石膏ボード分野の当行技術を有する者の能力の中にあり、本発明は、開示した実施態様の記載に限定される意図はなく、本発明は、以下の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明に従う石膏ボード成形ステーションの概略横断面図である。
【図２】図１に示すバイブレータサブアセンブリの詳細横断面概略図である。
【図３】図１の詳細横断面概略図であって、本発明に従う上シートサブアセンブリを示す。
【図４】本発明によるエッジフラッパバーの特徴を図示する。
【図５】図４に示すエッジフラッパバーの詳細な側面図である。
【図６】図４のエッジフラッパバーの詳細平面図である。
【図７】本発明に従った石膏ボード製造方法および図１の成形ステーションを利用して製造される石膏ボードの詳細横断面図である。
【図８】本発明の第二実施態様のエッジフラッパアセンブリの側面図である。
【図９】図９のエッジフラッパの詳細平面図である。
【図１０】図４に示すエッジフラッパバーの詳細な側面図である。
【図１１】図８〜１０の本発明によるエッジバーを通過する石膏ボードの詳細横断面図である。
【図１２】本発明による石膏ボード最終成形装置の概略正面図である。
【図１３】図１２に示す石膏ボード最終成形装置を含む石膏ボード製造および搬送ラインの概略平面図である。
【図１４】最終成形装置のさらに詳細正面図である。
【図１５】最終成形装置の一部の概略破断正面図である。
【図１】
2004535951.tif 000002
【図２】
2004535951.tif 000003
【図３】
2004535951.tif 000004
【図４】
2004535951.tif 000005
【図５】
2004535951.tif 000006
【図６】
2004535951.tif 000007
【図７】
2004535951.tif 000008
【図８】
2004535951.tif 000009
【図９】
2004535951.tif 000010
【図１０】
2004535951.tif 000011
【図１１】
2004535951.tif 000012
【図１２】
2004535951.tif 000013
【図１３】
2004535951.tif 000014
【図１４】
2004535951.tif 000015
【図１５】
2004535951.tif 000016
【国際公開パンフレット】
2004535951.tif 000017
2004535951.tif 000018
2004535951.tif 000019
2004535951.tif 000020
2004535951.tif 000021
2004535951.tif 000022
2004535951.tif 000023
2004535951.tif 000024
2004535951.tif 000025
2004535951.tif 000026
2004535951.tif 000027
2004535951.tif 000028
2004535951.tif 000029
2004535951.tif 000030
2004535951.tif 000031
2004535951.tif 000032
2004535951.tif 000033
2004535951.tif 000034
2004535951.tif 000035
2004535951.tif 000036
2004535951.tif 000037
2004535951.tif 000038
2004535951.tif 000039
2004535951.tif 000040
2004535951.tif 000041
2004535951.tif 000042
2004535951.tif 000043
2004535951.tif 000044
2004535951.tif 000045
2004535951.tif 000046
2004535951.tif 000047
2004535951.tif 000048
2004535951.tif 000049
2004535951.tif 000050
2004535951.tif 000051
2004535951.tif 000052
2004535951.tif 000053
2004535951.tif 000054
2004535951.tif 000055
2004535951.tif 000056
2004535951.tif 000057
2004535951.tif 000058
2004535951.tif 000059
2004535951.tif 000060
2004535951.tif 000061
2004535951.tif 000062
2004535951.tif 000063
2004535951.tif 000064
2004535951.tif 000065
2004535951.tif 000066
2004535951.tif 000067
2004535951.tif 000068
2004535951.tif 000069
2004535951.tif 000070
2004535951.tif 000071
2004535951.tif 000072
2004535951.tif 000073
2004535951.tif 000074
2004535951.tif 000075
2004535951.tif 000076
2004535951.tif 000077
2004535951.tif 000078
2004535951.tif 000079
2004535951.tif 000080
2004535951.tif 000081
2004535951.tif 000082
2004535951.tif 000083
2004535951.tif 000084
2004535951.tif 000085
2004535951.tif 000086
2004535951.tif 000087
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004535951.tif 000088
【国際調査報告】
2004535951.tif 000089