(57)【要約】石膏ボードを製造するためのプロセスと、石膏ボード製造ユニットとを提供する。プロセスは、水和性硫酸カルシウムおよび水を第１のミキサー（２）及び第２のミキサー（３）に供給すること、面材（５）を供給すること、第１の石膏スラリーを第１のミキサーにて調製すること、第２の石膏スラリーを第２のミキサー（３）にて調製すること、第１石膏スラリーを面材上に供与し、粗表層を形成すること、第２石膏スラリーを粗表層上に供与し、粗表層の密度より低密度の粗コア層を形成すること、石膏ボードを形成することと石膏ボードを水和および乾燥することを含む。プロセスでは異なる石膏層の形成が個別に制御される。
2004528204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏ボードを製造するための方法であって、
水和性硫酸カルシウムおよび水を第１のミキサー（２）に供給する工程、および、水和性硫酸カルシウムおよび水を第２のミキサー（３）に供給する工程であって、これらの工程が互いに独立して行われる第１の供給工程と、
面材（５）を供給する工程と、
第１の石膏スラリーを第１のミキサー（２）にて調製する工程と、
第２の石膏スラリーを第２のミキサー（３）にて調製する工程と、
第１石膏スラリーを面材（５）上に供与し、粗表層（２３）を形成する工程と、
第２石膏スラリーを粗表層（２３）上に供与し、粗表層の組成と異なる組成を有する粗コア層（３３）を形成する工程と、
粗石膏ボード（９）を形成する工程と、
石膏ボードを水和および乾燥する工程とを含む方法。
【請求項２】
粗表層（２３）が、粗コア層（３３）の密度と異なる密度を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
粗表層（２３）が、粗コア層（３３）の密度よりも高い密度を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
さらに、ボード形成工程の前に、
第３の石膏スラリーを、水和性硫酸カルシウムおよび水が他の２つのミキサーとは独立に供給される第３のミキサー（４）にて調製する工程と、
粗コア層（３３）の密度よりも高密度の第２の粗表層（４３）を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
さらに、第２の粗表層（４３）を粗コア層（３３）上に供与する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
さらに、第２表層を形成する工程の前に、
第２の面材（７）を供給することと、
第３石膏スラリーを第２面材（７）上に供与することを含む工程を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
第３石膏スラリーが第２面材（７）上に供与され、前記方法が、さらに、第３石膏スラリーの供与工程後に第２面材の向きを変える工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第１石膏スラリーと第３石膏スラリーが別々のミキサー（２，４）にて調製されることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
層形成工程が、石膏スラリーを拡げる操作を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
粗表層（２３，４３）が１．２〜２の密度を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
粗コア層が１〜１．２の密度を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
表層が乾燥後に０．８〜１．２の密度を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
コア層が乾燥後に０．６〜１．２の密度を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
表層密度の、コア層密度に対する比が、乾燥後に１〜１．５であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
表層が、乾燥後に、１５ｇ／ｍ2より少量のスターチを有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
ボード形成後に表層が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
厚紙からつくられた、またはガラスファイバーを基材とした面材が用いられることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
石膏ボードを製造するための装置であって、
面材を供給するための手段と、
第１の石膏スラリーを調製するための、水和性硫酸カルシウムおよび水が供給される第１のミキサー（２）と、
第１石膏スラリーを面材（５）上に供与するための手段（２１）と、
粗表層を面材上に形成するための手段（２１，２４）と、
第２石膏スラリーを調製するための、水和性硫酸カルシウムおよび水が供給される第２のミキサー（３）を含み、
前記第１ミキサーと前記第２ミキサーのそれぞれに独立に、水和性硫酸カルシウムおよび水が供給され、前記装置が、さらに、
粗表層上に第２石膏スラリーを供与するための手段（３１）と、
粗表層上に粗コア層を形成するための手段（３１，３４）と、
石膏ボードを形成するための手段（８）とを含む装置。
【請求項１９】
さらに、第３の石膏スラリーを調製するための第３のミキサー（４）であって、水和性硫酸カルシウムおよび水が、他の２つのミキサーとは独立に供給される第３のミキサー（４）を含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
さらに、第２の面材（７）を供給するための手段（４６）を含むことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
さらに、第３石膏スラリーを第２面材上に供与するための手段を含むことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
第２面材（４６）の向きを変えるための手段を含むことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
さらに、第２の粗表層を形成するための手段（４１，４２）を含むことを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
さらに、第２粗表層を粗コア層上に供与するための手段（４１）を含むことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
面材および粗層を移動させるための手段を含むことを特徴とする請求項１８〜２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
第１石膏スラリーのための供与ゾーン、第１粗表層を形成するための手段（２１）、第２石膏スラリーのための供与ゾーン、および、粗コア層を形成するための手段（３１）が駆動方向に沿って連続して配置され、第１粗表層を形成するための手段がラインの最初にあることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
ミキサー（２，３，４）と、対応する石膏スラリー供与ゾーンとの距離が１．５０メートル未満であることを特徴とする請求項１８〜２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
少なくとも水和性硫酸カルシウムをミキサーに供給するための供給回路（１１）を含み、供給回路の少なくとも一部がミキサーにより共有されていることを特徴とする請求項１８〜２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２９】
さらに、石膏の粗層を較正するための手段（８）を含むことを特徴とする請求項１８〜２８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３０】
さらに、水和ユニット、および、形成された石膏ボードのための乾燥ユニットを含むことを特徴とする請求項１８〜２９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３１】
少なくとも第１スラリーのためのミキサーが、
混合チャンバ（６７）内で回転するロータ（６５）と、
水を供給するための、ロータ軸付近の手段（６９，７０）と、
対応する石膏スラリー（７２）を供与するための手段と連通する石膏スラリー出口（７３）とを含むことを特徴とする請求項１８〜３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３２】
各ミキサーが、
水を供給するための手段（６９，７０）と、
添加剤を供給するための手段と、
水を供給するための手段または添加剤を供給するための手段の出力を調節するための、それぞれ独立した手段（２５，３５，４５）とを含むことを特徴とする請求項１８〜３１のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石膏ボードを製造するための方法および装置に関し、特に、石膏コアを有する石膏ボードであって、石膏コアの密度が、コアと表層との距離の関数として変化する石膏ボードを製造するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石膏ボードを軽量化するために、知られている技術では、低密度コア層を有する石膏ボードを、発泡剤をスラリーに加えることによりつくる。このコア層は、高密度の表層により覆われる。石膏の表層は、厚紙シートと一体に形成される。また、表層は、低容積のガス気泡を有する。それゆえ、このスラリーを厚紙シートに接着することが容易にされる。表層は、また、石膏ボードの硬度および剛性を増大する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、所与の密度を有するコア層、および、コア層の密度よりも高密度の２つの表層を有する石膏ボードを製造するための方法および装置が必要である。また、このタイプのボードを製造するための方法および装置であって、添加剤および発泡剤の量の減少を可能にし、乾燥工程中の欠陥を排除し、石膏と厚紙シート間の接着が改善されて製造管理に好都合であり、かつ製造ユニットの有用性を高める方法および装置が必要である。
【０００４】
本発明の目的は、これらの問題の１つ以上の解決方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがって、本発明は、石膏ボードを製造する方法であって、水和性硫酸カルシウムおよび水を第１のミキサーに供給する工程と；水和性硫酸カルシウムおよび水を第２のミキサーに供給する工程と；面材を供給する工程と；第１の石膏スラリーを第１のミキサーにて調製する工程と；第２の石膏スラリーを第２のミキサーにて調製する工程と；第１石膏スラリーを面材上に供与し、粗表層を形成する工程と；第２石膏スラリーを粗表層上に供与し、粗表層の組成と異なる組成を有する粗コア層を形成する工程と、粗石膏ボードを形成する工程と、石膏ボードを水和および乾燥する工程とを含む方法に関する。
【０００６】
本発明の方法の実施形態に従えば、粗表層は、粗コア層の密度と異なる密度を有する。
本発明の方法の別の実施形態に従えば、粗表層は、粗コア層の密度よりも高い密度を有する。
【０００７】
本発明の別の実施形態に従えば、本発明の方法は、さらに、ボード形成工程の前に、第３の石膏スラリーを調製する工程と；粗コア層の密度よりも高密度の第２の粗表層を形成する工程とを含む。
【０００８】
本発明の別の実施形態に従えば、本発明の方法は、さらに、第２の粗表層が粗コア層上に供与される工程を含む。
本発明の方法の別の可能な実施形態は、さらに、第２表層を形成する工程の前に、第２の面材を供給することと；第３石膏スラリーを第２面材上に供与することを含む。
【０００９】
本発明の方法の実施形態に従えば、第３石膏スラリーが第２面材上に供与され、前記方法は、さらに、第３石膏スラリーの供与工程後に第２面材の向きを変える工程を含む。
本発明の方法の別の実施形態に従えば、第１石膏スラリーと第３石膏スラリーは別々のミキサーにて調製される。
【００１０】
本発明の方法の別の実施形態に従えば、層形成工程が、石膏スラリーを拡げる操作を含む。
本発明の方法のさらに別の実施形態に従えば、粗表層が１．２〜２の密度を有する。
【００１１】
また、コア層は１〜１．２の密度を有するように構成される。
本発明の方法の実施形態に従えば、表層は乾燥後に０．８〜１．２の密度を有する。
本発明の別の実施形態に従えば、コア層は乾燥後に０．６〜１．２の密度を有する。
【００１２】
本発明の方法のさらに別の実施形態に従えば、表層密度の、コア層密度に対する比は、乾燥後に１〜１．５である。
本発明の方法のさらに別の実施形態に従えば、表層は、乾燥後に、１５ｇ／ｍ2より少量のスターチを有する。
【００１３】
さらに、本発明の方法によれば、ボード形成後に表層は０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さを有する。
本発明の方法の実施形態に従えば、厚紙からつくられた、またはガラスファイバーを基材とした面材が用いられる。
【００１４】
本発明は、また、石膏ボードを製造するための装置であって、面材を供給するための手段と；第１の石膏スラリーを調製するための第１のミキサーと；第１石膏スラリーを面材上に供与するための手段と；粗表層を面材上に形成するための手段と；第２石膏スラリーを調製するための第２のミキサーと；粗表層上に第２石膏スラリーを供与するための手段と；粗表層上に粗コア層を形成するための手段と；石膏ボードを形成するための手段とを含む装置に関する。
【００１５】
本発明の実施形態に従えば、装置は、さらに、第３の石膏スラリーを調製するための第３のミキサーを含む。
本発明の別の実施形態に従えば、装置は、さらに、第２の面材を供給するための手段を含む。
【００１６】
本発明のさらに別の実施形態に従えば、装置は、さらに、第３石膏スラリーを第２面材上に供与するための手段を含む。
本発明のさらに別の実施形態に従えば、装置は、第２面材の向きを変えるための手段を含む。
【００１７】
本発明の特定の実施形態において、装置は、さらに、第２の粗表層を形成するための手段を含む。
本発明の実施形態に従えば、装置は、さらに、第２粗表層を粗コア層上に供与するための手段を含む。
【００１８】
本発明の別の実施形態に従えば、装置は、面材および粗層を移動させるための手段を含む。
本発明の装置のさらに別の実施形態に従えば、第１石膏スラリーのための供与ゾーン、第１粗表層を形成するための手段、第２石膏スラリーのための供与ゾーン、および、粗コア層を形成するための手段が駆動方向に沿って前後に並んで配置され、第１粗表層を形成するための手段がラインの最初にある。
【００１９】
本発明の装置のさらに別の実施形態に従えば、ミキサーと、石膏スラリー供与ゾーンとの距離は１．５０メートル未満である。
本発明の装置は、また、少なくとも水和性硫酸カルシウムをミキサーに供給するための回路を含み、この回路の少なくとも一部がミキサーにより共有されている。
【００２０】
本発明の実施形態に従えば、装置は、さらに、石膏の層を較正するための手段を含む。
本発明の別の実施形態に従えば、装置は、さらに、水和ユニット、および、形成された石膏ボードを乾燥するためのユニットを含む。
【００２１】
本発明の別の実施形態に従えば、少なくとも第１スラリーのためのミキサーが、混合チャンバ内で回転するロータと；水を供給するための、ロータ軸付近の手段と；石膏スラリーを供与するための、対応する手段と連通する石膏スラリー出口とを含む。
３２  本発明のさらに別の実施形態に従えば、各ミキサーは、水を供給するための手段と；添加剤を供給するための手段と；水を供給するための手段または添加剤を供給するための手段の出力を調節するための、それぞれ独立した手段とを含む。
【００２２】
本発明のさらなる目的および利点は、例として提示された本発明の実施形態に関する記載を、図面を参照しつつ読むことにより明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
詳細には、本発明は、石膏スラリーを調製するための独立した２つのミキサーを含む製造ユニットを提示する。１つのミキサーが、面材上に粗表層を形成するために用いられ、少なくとも１つの他のミキサーが、表層上に粗コア層を形成するために用いられる。粗コア層の組成は、粗表層の組成と異なる。
【００２４】
図１は、石膏ボードを製造するユニット１の側面図である。このユニットは、３つのローターミキサー２，３，４を有し、これらのミキサーに、水和性硫酸カルシウムおよび水が、３つの石膏スラリーを調製するために、それぞれの入口２０，３０，４０を通して供給される。各ミキサーはスラリー出口を有し、出口は、スラリーを供与するための対応するダクト２１，３１および４１と連通している。第１の面材５が、ミキサー２，３および４の石膏スラリーダクト出口２１，３１および４１の下に配置されたテーブル６に沿って移動する。ミキサーは、第１面材が移動する方向に沿って前後に並べて配置されている。高密度のスラリー２２が第１ミキサーから出て、第１面材に供与され、次いで、ローラ２４により較正された層２３に形成される。この層２３を第１表層と称する。低密度石膏スラリー３２が第２ミキサーから出て第１層２３上に供与され、ローラ３４により較正された層３３に形成される。この層３３をコア層と称する。石膏ボードの中央面はこのコア層に含まれる。高密度スラリー４２が第３ミキサー４から出て、第２面材７上に供与される。このスラリー４２が、ローラ４４により較正された層４３に形成され、次いでコア層３３上に供与される。石膏層および面材により形成された組立体は成形ユニット８を通る。石膏ボード９が出てくる。次いで、ボード９は、水和ユニット内を通過し、乾燥ユニットへと移動する（図示せず）。
【００２５】
このように、図１の製造ユニット１は、表層２２を形成するための石膏スラリーを調製する少なくとも１つのミキサー２を有する。このミキサー２は、コア層３２を形成するための石膏スラリーを調製する第２ミキサー３とは独立である。こうして、コア層３３および表層２３を石膏ボードに形成することが可能であり、これらの層は互いに異なる物理特性を有する。この利点については、後に、製造ユニットの操作のためのプロセスの記載において、より詳細に説明する。この製造ユニットは、また、石膏ボードにおける１層または２層の組成を、他の層の特性に影響を与えずに選択的に変更することを可能にする。例えば、表層の組成を、この層が供与される面材に適合させることが、異なるミキサー内混合比を用いることにより可能である。また、層の１つのみにおいて流量または添加剤の量を変えることも可能である。例えば、製造を続行しながら石膏ボードの１層の特性を変えることが可能である。複数のミキサーを用いることにより、小型のミキサーの使用が可能になる。また、異なるミキサーに異なる石膏粉を用いることが可能である。さらに、ミキサーをテーブル６に近づけることにより供与ダクト２１，３１および４１の寸法を低減し得る。こうして、ダクトを石膏凝塊で閉塞させる危険性が減少される。ミキサー出口は、好ましくは、テーブル６から１．５メートル未満の距離に配置される。
【００２６】
製造ユニットは、第１面材を移動させるための手段を含む。したがって、この第１面材は、例えば、水和ラインコンベヤベルトにより移動され得る。この第１面材５は、フラットテーブル６に沿って移動され得る。
【００２７】
供与ダクト２１は、第１石膏スラリーをミキサーから面材５上に運ぶ。スラリー供与ダクト２１は、面材が移動するラインに沿った最も上流の位置に配置される。このダクトの出口は面材５の上に、ミキサー２からの第１スラリーをこの面材に供与するために配置される。
【００２８】
ローラ２４はダクト出口２１の下流に配置され、供与された第１石膏スラリーから、較正された厚さを有する第１の表層が形成されることを可能にする。回転速度、および／または、テーブル６に対する距離が、第１表層の厚さが変えられるように調節され得るローラを用いることが好ましい。ローラは、また、スリーブを面材５の全幅にわたって拡げることを可能にする。
【００２９】
供与ダクト３１は、ミキサー３からの第２の石膏スラリーを第１表層２３上に運ぶ。第２石膏スラリーのための供与ダクト３１はローラ２４の下流に配置される。このダクトの出口は面材５および表層２３より上に配置される。
【００３０】
ローラ３４がダクト３１の出口の下流に配置される。ローラは、第２スラリーからコア層３３を形成する機能、このコア層３３の厚さを較正する機能、および、このスラリー層を拡げて均一にする機能を有する。
【００３１】
振動要素１０を有する製造ユニット用いることも可能である。振動要素１０は、石膏スラリーを面材の全幅にわたって均一に拡げることを可能にする。コア層を形成するために与えられる石膏スラリーの量は、表層のために用いられるスラリーの量よりも概して多いため、振動要素を、第２石膏スラリーのための供与ゾーンに配置することが特に有利である。
【００３２】
供与ダクト４１は、ミキサー４からの石膏スラリーを第２面材７上に運ぶ。ダクトの出口は面材７より上に配置される。
ローラ４４はダクト４１の出口の下流に配置される。ローラは、また、スラリーおよび第２表層４３を、付形、較正し、拡げて均一にする機能を有する。
【００３３】
表層２３および４３をそれぞれの面材５および７に付着させることを促進するために、対応する石膏スラリーの供与が面材上に第一に達成される製造ユニットを用いることが好ましい。図１に示した例において、２つの面材は最初に、実質的に対向する方向に沿って移動される。したがって、面材７の最初の移動方向は石膏ボードの移動方向と反対である。フリーローラまたはモータ駆動ローラを用いて面材７の移動方向を逆にする。図１に、表層４３が鉛直方向に配置され、次いで、コア層３３上に供与される前に方向転換される様子が見られる。適切な粘性を有する第３の石膏スラリーをつくること、添加剤などを加えること、または混合比を変えることにより、表層４３が面材７から分離することを防止し、またはこの表層が砕解することを防止する。
【００３４】
ローラ３４、および４４の下流にて、第２表層４３がコア層３３上に供与される。これを行うために、例えば、表層４３を面材７に押し付ける１または複数のローラを用いて、表層４３をコア層３３に接触させて配置することができる。第２表層とコア層との供与ゾーンの下流にて、石膏層および面材により形成された組立体が、成形プレート８とテーブル６の間の通路を通過する。成形プレートとテーブルの距離が、石膏ボード９の厚さを、石膏ボード９が通路を通るときにほぼ決定する。
【００３５】
層を制御および調整するための装置２５，３５，４５を設置することが可能である。例えば、形成ローラレベルでのスラリーの量を測定するために光学ビームを用いることができる。こうして、センサと、ローラ３４の上流に位置するスラリーの凝塊との距離を測定し得る。この測定値は、ミキサーからのスラリーの流量を変えるために、または、ミキサーに導入される水もしくは発泡剤の量を変えるために用いられ得る。こうして、各層の形成がより良好に制御され得る。したがって、形成された各層の密度は石膏ボードの製造中にほとんど変化しない。
【００３６】
したがって、石膏ボード製造プロセスは安定している。
図２は、水和性硫酸カルシウムをミキサー２，３および４に供給する装置１１の側面図である。水和性硫酸カルシウム、および、必要であれば、固体または液体の添加物、例えば発泡剤または接着促進剤が入口１２を介してスクリューコンベヤ１３に導入される。スクリューコンベヤ１３は、例えばモータ１４により駆動される。導入された材料（ｐｒｏｄｕｃｔ）はスクリューコンベヤ１３に沿って移動する。スクリューコンベヤ１３は、また、硫酸カルシウムと、異なる添加剤とを混合することを可能にする。
【００３７】
本発明の示された実施形態において、スクリューコンベヤ１３は、その長さに沿って２つの中間出口１５および１６を有する。これらの出口は他の２つのスクリューコンベヤ１７および１８の入口と連通している。スクリューコンベヤ１７および１８は、それぞれ第１ミキサー２および第３ミキサー４に材料を運ぶ。
【００３８】
第１スクリューコンベヤ１３は、２つの出口の下流に配置された少なくとも１つの他の入口１９を有する。この入口１９は、追加の添加物、例えば発泡剤のガラスファイバーを入れることを可能にする。第１スクリューコンベヤ１３の下流方向の先端は、別のスクリューコンベヤ５１の入口５０と連通している。このスクリューコンベヤ５０は初期材料および追加の添加物を第２ミキサー３に運ぶ。
【００３９】
本発明の実施形態は、供給回路の共有部が３つのミキサーに用いられることを可能にする。これは、また、材料の組成が、これらの材料が導入されるミキサーの機能として変更されることを可能にする。したがって、ガラスファイバーを第２ミキサー３のみに入れることが可能である。こうして、第２ミキサーよりも概して寸法が小さい第１ミキサー２および第３ミキサー４の閉塞が回避される。また、第２ミキサーに発泡剤を加えて、第２ミキサー内で形成されるスラリーの密度を低くすることが可能である。
【００４０】
本発明は、また、スラリーを調製するためのミキサーに関する。このようなミキサーが図３および４に概略的に示されている。図が理解され易いように、図４は、図３の主要要素の推測断面を示す。ミキサーは、駆動モータ６１、駆動シャフト６２、ローラシャフト６４、シャフト６２と６４を連結する伝達ベルト、ならびに、シャフト６４と一体的なロータ６５を有する。
【００４１】
ロータ６５は、例えば、円柱状の混合チャンバ６７内で回転するように取り付けられる。このロータは、例えば、半径方向端部に歯を有するディスクの形態の平坦な面を有する。ロータは、必要であれば、例えば前記平面に対して垂直方向に延在するリブ６６を有して、石膏スラリーの混合をより確実に保証する。
【００４２】
ミキサーは、硫酸カルシウムおよび他の材料を入れるための、混合チャンバに開放された供給入口６８を有する。ミキサーは、また、混合チャンバ６７に開放された水供給部６９を有する。水和性硫酸カルシウム、添加物および水がロータ６５により混合されて均一な石膏スラリーが形成される。
【００４３】
供給部６９は、水をロータ６５の中央に投入するように配置されている。水は、例えば、ロータ軸上に突出するスリーブ７０に導入される。導入された水は、ロータの回転作用の下で、ロータの平面上を混合チャンバの外側に向って移動し、平面を洗浄する。こうして、石膏スラリーの凝塊のいずれもが平面から除去される。この水は、また、硫酸カルシウムおよび任意の添加物を含浸させることを可能にする。
【００４４】
水流を増やすために第２の水供給部（図示せず）を追加することもできる。この供給部は、例えば、硫酸カルシウム供給ダクト６８の高さにて水を投入し得る。
ミキサーは、また、混合チャンバ６７の底部に配置された出口７３を有する。この出口は、ロータの回転により遠心作用を加えられた石膏スラリーを排出させるために混合チャンバ内の半径方向外側に配置される。供給部ダクト７２がこの出口の高さに配置されており、形成された石膏スラリーを、例えば面材に供与することを可能にしている。
【００４５】
ミキサーは、また、混合チャンバに開放されたベント（通気）穴７１を有し得る。このベント穴７１は、混合チャンバ６７より上に配置される。この穴の目的は、混合チャンバ内に浮遊するダストを除去することである。ロータが回転すると、ダストを多く含んだ空気がベント穴を通って排出される。水注入点がベント穴に、ダストを可溶性にしてダストが石膏スラリーに組み込まれるように配置され得る。したがって、ベント穴から出てくる空気はダストを含んでいない。
【００４６】
水和性硫酸カルシウムのための供給部入口６８、ベント穴７１、および、混合チャンバの出口７３は相対的に配置される。ロータが図３の右回りに回転すると考えると、硫酸カルシウム入口はチャンバ出口より後ろに、非常に低い角度に配置される。したがって、石膏粉および添加剤は、排出される前に混合チャンバ６７内で少なくとも１サイクル完全に回転される。したがって、粉は、より良好に水に含浸され得る。また、ベント穴７１は、好ましくは、ミキサー出口より手前に非常に低い角度に配置される。こうして、石膏粉入口にて発生するダストの多くは、ベント穴に到達する前に水に含浸される。ベント穴と硫酸カルシウム供給部との間に距離があるため、ベント穴にて処理されるダストは、より少なくなる。
【００４７】
ミキサーは、また、リターダーをセットするための、混合チャンバに開放された供給部を有し得る。ミキサーは、また、任意の添加剤のための独立の供給部を有し得る。また、これらの供給部は個々に制御され得る。添加剤の全量はミキサーレベルで直接制御され得る。したがって、形成される石膏スラリーの供給量を非常に正確にすることができる。
【００４８】
本発明は、また、本発明に従う石膏ボードを製造するためのプロセスに関する。以下の説明において、粗（ｃｒｕｄｅ）石膏層とは、硬化、すなわち水硬結合が完了してない層を意味すると理解されよう。まだ乾燥工程を経ていない石膏層がこのように示される。
【００４９】
このプロセスに従えば、水和性硫酸カルシウムおよび水が、第１ミキサー２，第２ミキサー３および第３ミキサー４に供給される。こうして、石膏スラリーがミキサーの各々にて調製される。これらの石膏スラリーは、第２ミキサーにて得られるスラリーの密度が第１ミキサーおよび第３ミキサーのスラリーよりも低いように調製される。同一の密度を有し、かつ、異なる物理特性、例えば、異なる引張強さ、または異なる充填剤を有する複数の石膏スラリーも、本発明の範囲内で調製され得る。複数のパラメータが、密度の異なる石膏スラリーが得られることを可能にする。したがって、異なる発泡剤を導入すること、異なる混合比を用いること、もしくは異なるミキサー回転速度を用いること、または異なる充填剤を用いることが可能である。
【００５０】
次いで、第１ミキサーからの第１石膏スラリーを第１面材に供与する。こうして、第１の粗表層が形成される。先に記載したように、この層は、均一にされ、拡げられ、そして較正され得る。
【００５１】
次いで、第２ミキサーからの第２石膏スラリーを第１粗表層の上に供与する。こうして、第１粗表層の密度より低密度の粗コア層が形成される。このコア層もまた、均一にされ、拡げられ、そして較正され得る。
【００５２】
第３ミキサーからの第３石膏スラリーを第２面材上に供与する。こうして、粗コア層の密度より高密度の第２の粗表層が形成される。図１および２の例に示されているように、第２の粗表層を第２の面材上に、予め形成することが好ましい。次いで、形成された面材および表層の向きを変えてコア層に付ける。この向き変え操作は、面材７の向きを変えることを可能にするリターンローラ４６を用いることにより達成され得る。これらのローラは、面材の、第３石膏スラリーを受ける面と反対の面に作用する。したがって、層４３はローラ４６により変形されない。これらのローラは、また、面材７を移動させるようにモータにより駆動され得る。
【００５３】
次いで、第２粗表層を粗コア層上に供与する。次いで、組立体は、先に記載したように較正され得る。
次いで、形成された粗石膏ボードを、石膏を硬化することを可能にしながら水和するために移動させる。次いでボードを乾燥させて余剰水分をボードから除去する。
【００５４】
このプロセスは、また、非常に異なる密度を有する石膏スラリーを別々に調製することを可能にする。したがって、高密度の表層を得ることができ、これにより表層と面材との接着が改善される。こうして、接着添加剤を、表層を形成するための石膏スラリーに加えることが減じられ、または排除されることができる。したがって、１５ｇ／ｍ2より少量のスターチを用いることができる。また、高密度表層は、乾燥機中でのか焼に対して、耐性がより高い。欠陥ボードを製造する危険性がこうして低減される。したがって、酒石酸などの耐か焼添加剤を加えることを低減または排除することができる。高密度表層は、また、ボード全体の硬度を高める。したがって，表層の密度が高くなるほど、コア層の密度を低減し得る。こうして、軽量の石膏ボードをつくることができる。
【００５５】
したがって、第１ミキサーおよび第３ミキサーにおいて、１．２ｋｇ／ｌ〜１．６ｋｇ／ｌの密度を有する石膏スラリーを調製することが可能であり、このスラリーを用いて表層が形成される。必要であれば、１．６ｋｇ／ｌ〜２ｋｇ／ｌの密度を有する石膏スラリーを調製することが可能である。また、第２ミキサーにおいて、１ｋｇ／ｌ〜１．２ｋｇ／ｌの密度を有する石膏スラリーを調製することが可能であり、このスラリーを用いてコア層が形成される。粗表層の密度とコア層の密度の比率は１．１および１．６が特に好適である。
【００５６】
このような値は、例えば、第１ミキサーおよび第３ミキサーにおける混合比を０．５７にし、第２ミキサーにおける混合比を０．６２にすることにより得られる。好ましくは、稠密なスラリーと、より稠密でないスラリーの混合比は０．８〜１．２５である。
【００５７】
乾燥後に得られる石膏ボードは、また、異なる層の密度により特徴付けられる。乾燥中の蒸発により、層の最終密度は粗層の密度よりも小さい。乾燥された表層の密度は０．８〜１．２となる。コア層の密度は０．６〜１．２である。乾燥後の表層の密度とコア層の密度の比は、また好ましくは１〜１．５である。
【００５８】
テストによれば、異なる密度を有する層の間の接着が時々損傷されることが示されている。これは、層の各々の水和速度を、コア層の水和速度が表層の水和速度よりも速いことを保証しつつ調節することにより改善され得る。
【００５９】
形成された表層は、好ましくは、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さを有する。０．３ｍｍの厚さは、石膏ボードの硬度を高め、かつ石膏ボードの表面を硬化するために特に好適である。
【００６０】
面材は、例えば厚紙からつくられる。また、高い耐火性をもたらすために、面材を、ガラスファイバー、例えば、ガラスファイバーマットからつくることができる。
本発明が、例示および記載された本発明の実施形態の例に全く限定されず、当業者が実行可能な多数の変更が本発明に行われ得ることが明らかである。３つのミキサーを含む製造ユニットを以上に記載したが、表層を形成するための単一のミキサーを含むユニットも特許請求の範囲内にある。記載されたプロセスにおいて、２つの表層の形成について記載したが、単一の表層の形成もまた本発明の特許請求の範囲内にある。また、異なる層のために異なる石膏源を用いる可能性も本発明の特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】石膏ボード製造ユニットの側面図。
【図２】水和性硫酸カルシウムをミキサーに供給するための装置の側面図。
【図３】本発明に従うミキサーの内部の平面図。
【図４】図４は、図３に示したミキサーの断面図。
【国際公開パンフレット】
2004528204.tif 000003
2004528204.tif 000004
2004528204.tif 000005
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【手続補正書】
【提出日】平成15年4月24日(2003.4.24)
【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】
石膏ボードを製造するための方法であって、
水和性硫酸カルシウムおよび水を第１のミキサー（２）に供給する工程、および、水和性硫酸カルシウムおよび水を第２のミキサー（３）に供給する工程であって、これらの工程が互いに独立して行われる第１の供給工程と、
面材（５）を供給する工程と、
第１の石膏スラリーを第１のミキサー（２）にて調製する工程と、
第２の石膏スラリーを第２のミキサー（３）にて調製する工程と、
第１石膏スラリーを面材（５）上に供与し、粗表層（２３）を形成する工程と、
第２石膏スラリーを粗表層（２３）上に供与し、粗表層の組成と異なる組成を有する粗コア層（３３）を形成する工程と、
第３の石膏スラリーを、水和性硫酸カルシウムおよび水が他の２つのミキサーとは独立に供給される第３のミキサー（４）にて調製する工程を含み、
前記第１スラリーと第３石膏スラリーが別々のミキサー（２，４）にて調整され、前記方法が、さらに、
粗コア層（３３）の密度より高い密度を有する第２の粗表層（４３）を形成する工程と、
第２の面材（７）を供給する工程と、
粗石膏ボード（９）を形成する工程と、
石膏ボードを水和および乾燥する工程とを含む方法。
【請求項２】
さらに、第２の粗表層（４３）を粗コア層（３３）上に供与する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに第２表層を形成する工程の前に、
第２の面材（７）を供給することと、
第３石膏スラリーを第２面材（７）上に供与することとを含む工程含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
第３石膏スラリーが第２面材（７）上に供与され、前記方法が、さらに、第３石膏スラリーの供与工程後に第２面材の方向を変える工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
粗表層（２３）が、粗コア層（３３）の密度と異なる密度を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
粗表層（２３）が、粗コア層（３３）の密度より高い密度を有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
粗表層（２３，４３）が１．２〜２の密度を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
粗コア層が１〜１．２の密度を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
表層が乾燥後に０．８〜１．２の密度を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
コア層が乾燥後に０．６〜１．２の密度を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
表層密度の、コア層密度に対する比が、乾燥後に１〜１．５であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
表層が乾燥後に、１５ｇ／ｍ2より少量のスターチを有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ボード形成後に表層が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
厚紙からつくられた、またはガラスファイバーを基材とした面材が用いられることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
石膏ボードを製造するための装置であって、
面材を供給するための手段と、
第１の石膏スラリーを調製するための、水和性硫酸カルシウムおよび水が供給される第１のミキサー（２）と、
第１石膏スラリーを面材（５）上に供与するための手段（２１）と、
粗表層を面材上に形成するための手段（２１，２４）と、
第２石膏スラリーを調製するための、水和性硫酸カルシウムおよび水が供給される第２のミキサー（３）を含み、
前記第１ミキサーと前記第２ミキサーに、それぞれ独立に、水和性硫酸カルシウムおよび水が供給され、前記装置が、さらに、
粗表層上に第２石膏スラリーを供与するための手段（３１）と、
粗表層上に粗コア層上を形成するための手段（３１，３４）と、
第３の石膏スラリーを調製するための、水和性硫酸カルシウムおよび水が他の２つのミキサーとは独立に供給される第３のミキサー（４）と、
第２の面材（７）を供給するための手段（４６）と、
第２の粗表層を形成するための手段（４１，４４）と、
面材および粗層を移動させるための手段と、
石膏ボードを形成するための手段（８）と、
形成された石膏ボードのための水和ユニットおよび乾燥ユニットとを含む装置。
【請求項１６】
さらに、第３石膏スラリーを第２面材上に供与するための手段を含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
第２面材（４６）の向きを変えるための手段を含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
第１石膏スラリーのための供与ゾーン、第１粗表層を形成するための手段（２１）、第２石膏スラリーのための供与ゾーン、および、粗コア層を形成するための手段（３１）が駆動方向に沿って連続して配置され、第１粗表層を形成するための手段がラインの最初にあることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
ミキサー（２，３，４）と、対応する石膏スラリー供与ゾーンとの距離が１．５０メートル未満であることを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも水和性硫酸カルシウムをミキサーに供給するための供給回路（１１）を含み、供給回路の少なくとも一部がミキサーにより共有されていることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
さらに、石膏の粗層を較正するための手段（８）を含むことを特徴とする請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも第１スラリーのためのミキサーが、
混合チャンバ（６７）内で回転するロータ（６５）と、
水を供給するための、ロータ軸付近の手段（６９，７０）と、
対応する石膏スラリー（７２）を供与するための手段と連通する石膏スラリー出口（７３）とを含むことを特徴とする請求項１５〜２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
各ミキサーが、
水を供給するための手段（６９，７０）と、
添加剤を供給するための手段と、
水を供給するための手段または添加剤を供給するための手段の出力を調節するための、それぞれ独立した手段（２５，３５，４５）とを含むことを特徴とする請求項１５〜２２のいずれか一項に記載の装置。
【国際調査報告】
2004528204.tif 000023
2004528204.tif 000024
2004528204.tif 000025
2004528204.tif 000026
2004528204.tif 000027
2004528204.tif 000028