专利名称：石膏板和石膏板的制备方法
技术领域：
本发明涉及作为建筑用材料，特别是作为室内装潢用材料而广泛普及的石膏板及其制备方法。更详细地，本发明涉及具有多层石膏芯部和位于石膏芯部的两个边缘的、其区域为特定的范围或以下的高密度的坚硬边缘的石膏板及其制备方法，其中，多层石膏芯部是由石膏板用底纸、邻接石膏板用底纸的高密度层以及由低密度发泡石膏制造的中央部分而构成的。
背景技术：
从耐火性、隔音性、施工性和经济性等观点出发，石膏板广泛地被用作室内装潢用建筑材料。石膏板是一种以石膏为主要材料的芯部(石膏芯)被石膏板用底纸(以下，简称底纸)覆盖的板状物。石膏板通常通过以下步骤(1)～(5)而制造。
(1)将煅石膏、粘合助剂、硬化促进剂、使石膏板轻质化的发泡体、其它添加剂和水等，在混和器中进行混炼，得到煅石膏浆料(以下，简称浆料)。
(2)将石膏浆料供应到由较长的移动传动带支撑而移动的下侧(表面)的底纸(表面覆盖底纸)的时候，为了使相对于表面覆盖底纸的部分的边缘到达石膏板的背面，将这些与表面覆盖底纸相对的部分弄弯。
(3)在石膏板的背面中，将另一个上侧的底纸(背面覆盖底纸)的边缘与表面覆盖底纸的弯曲部分的边缘重合，这里，在背面覆盖底纸的边缘上，涂上胶水。
(4)通过成形机将表面覆盖底纸和背面覆盖底纸展开，同时，将涂覆的浆料通入成形机中，将其成形为板状。
(5)使浆料硬化后，硬化的石膏板被粗切，进行强制干燥后，切断成制品的尺寸。
作为石膏板用的具有代表性的底纸，有位于石膏芯的一面上的上表面覆盖底纸以及位于与石膏芯相对面上的背面覆盖底纸。上表面覆盖底纸覆盖石膏芯的两个相对侧面，上表面覆盖底纸的边缘被粘贴到背面覆盖底纸的边缘上。
为了减少芯部的重量，通常，通过将气泡引入石膏芯中而制造发泡石膏芯。例如，可以通过在石膏浆料中加入发泡剂而制造发泡石膏芯。
然而，仅由发泡石膏形成的芯部具有两个缺点。第一，硬化的发泡石膏芯比较脆，在建筑施工时，如果将钉子钉入发泡石膏芯中，发泡石膏芯在产生龟裂的同时，还容易碎裂。此处使用的措辞“钉子”，是指将石膏板固定在某部件上的元件，其不仅是在建筑物的建设中将石膏板固定到木制基材中使用的钉子，还包含将石膏板固定到金属基材(螺栓)中使用的螺丝(或者螺钉)。第二，发泡石膏芯未必可以良好地粘贴到底纸上。
关于这样的问题，特表平4-505601公开了一种石膏板，其特征在于将单一的发泡浆料堆积在底纸上，并同时使其干燥，该单一的发泡浆料含有比已有的发泡浆料中的泡沫更“容易损坏的泡沫”，在底纸与石膏芯的表面之间具有，含有源自底纸的纤维与源自石膏芯的石膏的界面区域、以及大致平行地邻接于界面区域并且完全不含有纤维的层，该层的空隙比石膏芯中央部分的少，而且由密度较大的石膏形成，石膏芯的中央部分在整体上由具有大致均匀地分布了1705个/平方厘米以下的多个不连续空隙的多层芯而构成。
根据相关的现有技术，通过完全不含有与该纸邻近的纸纤维的薄层，可以显著的降低石膏板的一个表面上的纸从该石膏板上容易地被剥离的“分离”缺陷，同时，通过在硬化的石膏芯中形成比过去的空隙的数量更少、且更大的空隙，可以显著提高石膏板的强度。
另外，为了提高石膏芯与底纸之间的粘合性，例如，英国专利GB741140号公报公开了如下的形成石膏板的技术在底纸的粘合面上通过滚筒均匀、且较薄地涂布不含泡沫的高密度浆料，将含泡沫的低密度浆料供应到该高密度的浆料上，接着，用底纸覆盖低密度的浆料，或者设置另一种底纸，其通过滚筒在表面均匀、且较薄地涂布不含泡沫的高密度的浆料。
此外，日本专利特开平5-148001号公报公开了一种形成石膏板的技术，该技术在涂布滚筒与空转滚筒之间供应含有粘合剂的高密度浆料，并将粘附在涂布滚筒表面的浆料转移到底纸的粘合面上，在该粘合面上设置较薄的石膏层，将含泡的低密度浆料供应到该石膏层上。
接着，作为与石膏板的粘合相关的制造上的重要因素，可以列举石膏板的干燥。也就是，对于强制干燥工序中的石膏板，通常，石膏板的边缘部位或边缘区域的干燥速度比石膏板的中央部位的干燥速度快。因此，在其边缘部位或边缘区域中，由于过度干燥，容易产生强度的降低和脱胶(即，干透)。
作为防止干透的方法，例如美国专利US2762738号公报公开如下技术由分别设置在表面覆盖底纸两端部分的上方的副混和器，将高密度的浆料供应至由主混和器供应到表面覆盖底纸上的浆料的两端部位上，从而成形为石膏板，通过使石膏板两端部分的芯密度高于中央部位的密度，而防止干透。
同样地，特表平9-511702号公报中公开了下述装置通过与覆盖底纸的移动方向反相旋转的涂布滚筒，在底纸上形成密度较高的石膏浆料的涂膜和边缘部，接着，在涂膜上的边缘部之间形成由密度较低的石膏形成的芯部。涂布滚筒的轴方向的长度比覆盖底纸的宽度小。因此，具有普通宽度的覆盖底纸越过涂布滚筒的端部而继续延伸，有少量浆料溢出到涂布滚筒的两端附近和覆盖底纸的边缘上或者其外侧上。带涂膜的底纸沿着底纸的输送路径移到面板上，将增加的高密度浆料注入到覆盖底纸的边缘上，形成较硬的边缘部分(硬边缘)。形成芯部的装置具有可以向涂膜上的边缘部之间提供密度较低的石膏浆料的设备。
然而，对于特表平4-505601中公开的由单一的发泡浆料形成的多层芯部构成的石膏板，由于石膏板的形成以及形成之后的强制干燥中的石膏板的边缘部分上的密度不足、以及干透现象，使石膏几乎不粘合到底纸上或完全不粘合到底纸上，会产生底纸完全不残留在石膏面板上的缺陷。为了减少这样的干透现象，如特表平11-501002号公报所示，具有如下方法制备另一种高密度浆料，将其供应到石膏板的边缘部位上而铸造石膏板的方法。在该情况下，源自高密度浆料的硬边缘部分的区域变得过大。因此，在建筑时，将钉子钉入石膏板中时，在沿着石膏板长度方向的边缘部分钉入钉子的位置上，具有钉子不能充分进入石膏板中、或者钉子进入但是钉头突出这样的操作性和/或之后的加工操作不便的情形。
在GB741140号公报和特开平5-148001号公报中公开的现有技术中，其实，完全不含泡沫的石膏太硬而不具有作为石膏板材料的最佳功能。另外，在这些石膏板的制备方法中使用的辊式涂布机中，由于涂布滚筒的旋转方向与底纸的输送方向相同，由于浆料的粘合性，用滚筒展开的浆料具有粘附到滚筒的表面上的倾向。结果导致薄层涂布的浆料层的厚度沿着底纸的输送方向并非是固定的。此外，粘附到涂布滚筒表面上的浆料的主要成分煅石膏，与水接触而发生硬化，由于为反应硬化型，所以在涂布滚筒的旋转中，浆料逐渐硬化，涂布滚筒与空转滚筒之间的空隙变窄。结果导致供应到涂布滚筒表面而移动的浆料的量减少，薄层涂布的浆料层的厚度随时间变化而并非固定。另一方面，浆料涂布后，为了除去滚筒表面残留的浆料，即使在滚筒整体上沿纵方向设置一沉淀收集板，除去的浆料从沉淀收集板落到薄层涂布的浆料层表面上，结果，难以提供厚度均匀的浆料层。此外，粘附在滚筒的侧面等上的浆料发生硬化、变大而与底纸接触，则浆料成为产生碎片等的原因。结果生产线不得不停止的问题不断发生。
另外，在US2762738号公报公开的现有技术中，由于是通过主混合器和副混合器，分别分开地制备低密度和高密度浆料，并将其分别供应到底纸的中央部位和边缘上，所以，石膏板的制备工序和管理工序非常繁重复杂，同时，不能充分地对制备的石膏板硬边缘部分的大小进行控制。
同样地，在GB741140号和日本专利特开平5-148001号公报中公开的现有技术中，由于除了主混合器之外，还要使用对二张底纸上的涂布浆料进行调制的两台浆料混合器，因此，需要混合器很难控制的结构。另外，已经公开通过给液辊，使致密的石膏浆料，特别是后者的专利申请中的含有淀粉等粘合剂的浆料，粘附到底纸上，从而使石膏芯与底纸粘合的方法。然而，没有关于干透和硬边缘的记载。
另外，在特开平9-511702的装置中使用的主混合器中的浆料包含石膏、水、发泡剂和稳定剂等，具有形成密度较低的石膏浆料的组成。另外，注入到滚筒涂布机的石膏浆料中所含有的气泡大部分通过如下方法除去通过来自主混合器的管道，将发泡浆料供应到高速搅拌机中，用高速搅拌机的快速旋转叶桨搅拌浆料。如此，供应给涂布机或覆盖底纸边缘的浆料是密度较高的浆料。因此，起初为了形成单一的发泡浆料，由于将煅石膏浆料与泡沫在混合器内进行充分搅拌，所以该现有技术造成泡沫损失以及气泡和空隙的大小不均匀的问题。另外，由于高速搅拌机的除泡能力有限，因此难以持续、且稳定地供应具有所期望高密度的浆料。此外，从供应到涂布机的浆料中除去的泡沫被浪费掉了，发泡剂和形成泡沫的劳动花费也浪费了。另外，由于通过管道将另外的高密度浆料(硬边缘浆料)供应到利用涂布滚筒设置有浆料涂膜的覆盖薄片(底纸)边缘上，因此，很易产生诸如很难控制硬边缘部分的大小及钉子难以打入石膏板的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供具有如下性质的轻质石膏板具有发泡石膏芯，与石膏板的覆盖底纸的粘合性优异，不会由于石膏板制造时的强制干燥而引起石膏板的边缘部位干透，将钉子钉入石膏板的操作性方便。
另外，本发明的另一目的是提供石膏板的制备方法，该方法使得发泡石膏芯与底纸的粘合性优异，防止干透，方便钉子的钉入，其中提供均匀的发泡石膏芯由于简单的装置结构而不会浪费发泡剂和由发泡剂生成的泡沫。
上述目的通过如下石膏板而实现，该石膏板含有表面、背面、两个相对的侧面和两个相对的端面的石膏芯，以及覆盖前述石膏芯的表面、背面和两个相对的侧面的覆盖底纸，前述石膏芯包括高密度硬边缘部分，包括被覆盖底纸覆盖的侧面，至少一个高密度部分，包括被覆盖底纸覆盖的表面或背面，并且具有与高密度硬边缘部分的密度实质上相等的密度，以及具有低于高密度硬边缘部分和高密度部分的密度、且与高密度硬边缘部分和高密度部分内接的中央低密度部分，其中高密度硬边缘部分形成，以使前述高密度硬边缘部分不触及沿着侧面固定石膏板的钉子的规定位置。
前述石膏板中，高密度部分在沿着与表面或背面垂直的方向上可以具有0.1mm至1.2mm的厚度。
在前述石膏板中，高密度硬边缘部分在沿着包括高密度硬边缘部分在内的侧面的垂直方向上可以具有至少0.1mm的厚度。
在前述石膏板中，高密度硬边缘部分在沿着包括高密度硬边缘部分在内的侧面的垂直方向上可以具有0.1mm至15.0mm的厚度。
另外，上述目的通过石膏板的制备方法而实现，其中石膏板包含具有表面、背面、两个相对的侧面和两个相对的端面的石膏芯、覆盖至少石膏芯的表面和两个相对的侧面的表面覆盖底纸、以及粘合到表面覆盖底纸上、且覆盖石膏芯的背面的背面覆盖底纸，前述石膏芯具有含有侧面的高密度硬边缘部分，该制备方法包括以下步骤(a)向圆盘型旋转式混合器中注入煅石膏、水、至少一种添加剂和/或掺和剂，并进行搅拌，以制备煅石膏浆料，(b)从设置在前述圆盘型旋转式混合器的外围区域的至少一个分离口，取出一部分前述煅石膏浆料，将前述浆料的部分作为涂布用浆料供应到表面覆盖底纸上，(c)通过涂布滚筒使供应到前述表面覆盖底纸的部分涂布用浆料展开，在形成涂布用浆料的展开部分的同时，向前述展开部分的两侧提供前述涂布用浆料的非展开部分，(d)通过设置在圆盘型旋转式混合器的外围区域的输出管道，将残留于圆盘型旋转式混合器内的煅石膏浆料输送至输出管道的输出口，(e)通过安装在输出管道或输出口上的泡沫供应口，将发泡体注入残留的煅石膏浆料中，并使其均匀地分散以制备芯部用浆料，(f)将从输出口输出的芯部用浆料沉积在用于涂布于表面覆盖底纸上的浆料上，以及(g)在将表面覆盖底纸弯曲的同时，使背面覆盖底纸粘合到表面覆盖底纸的边缘上，从而形成层压体，接着对层压体进行干燥，其中，涂布滚筒的轴方向的长度为表面与侧面的边界线之间的距离的98％至108％。
在石膏板的制备方法中，还可以包含以下步骤将涂布用浆料供应到背面覆盖底纸中，用涂布滚筒将供应到背面覆盖底纸中的涂布用浆料进行展开。
前述石膏板的制备方法中，展开部分的厚度还可以为0.2mm～1.5mm。
在前述石膏板的制备方法中，还可以包含以下步骤向前述涂布用浆料中添加水和硬化延迟剂。
在前述石膏板的制备方法中，还可以包含以下步骤向前述涂布用浆料中添加发泡体。
在前述石膏板的制备方法中，通过涂布滚筒使供应到背面覆盖底纸的涂布用浆料展开，由此得到的涂布用浆料的厚度可以为0.2mm～1.5mm。
在前述石膏板的制备方法中，还可以包含以下步骤向供应到背面覆盖底纸的涂布用浆料中添加水和硬化延迟剂。
在前述石膏板的制备方法中，还可以包含以下步骤向供应到背面覆盖底纸的涂布用浆料中添加发泡剂。
本发明的其它目的和特征可以通过与附图共同阐述的以下说明变得更加清楚。
附图1是使本发明的石膏板成形的装置的侧视图。
附图2是使本发明的石膏板成形的装置的平面图。
附图3是本发明中使用的辊式涂布机的透视图。
附图4是本发明中使用的涂布滚筒的端部形状的示意图。
附图5是本发明的石膏板的硬边缘部分的形状的示意图。
附图6是本发明中使用的混合器的平面图。
附图7是本发明中使用的混合器的立体图。
附图8是本发明中使用的混合器的部分剖视图。
附图9是本发明中使用的混合器的纵向剖视图。
附图10是对设置在本发明中使用的混合器内部的转盘进行说明的示意图。
附图11A和11B是表示本发明的石膏板的特性的表。
附图12是粘合在本发明的石膏板的中央部分附近的表面覆盖底纸上的高密度层的剖面的扫描型电子显微镜照片。
附图13是本发明的石膏板的端部的剖面放大照片。
具体实施例方式
为了实现本发明的上述第一个目的，在本发明中，使用密度相互不同的至少两种浆料，这些浆料中的一种为高密度浆料(涂布用浆料)，通过涂布滚筒将浆料涂布到表面覆盖底纸上，其中涂布滚筒具有与限定石膏板宽度的表面覆盖底纸上的两个边缘折线间的宽度大致相同或大于该宽度的滚筒轴方向的长度。另外，为了在沿着表面覆盖底纸的表面的边缘折线的相对的边缘上形成硬边缘部分，在其上设置涂布用浆料的非展开部位。此处，为了可以钉入钉子，对涂布用浆料的非展开部位的大小进行调节。接着，使低密度浆料(芯部用浆料)沉积在涂布于表面覆盖底纸上的涂布用浆料上。如上所述，用弯曲的表面覆盖底纸和背面覆盖底纸对供应至表面覆盖底纸上的高密度和低密度浆料进行覆盖，从而形成一层压体，对该层压体进行强制干燥，得到所需的石膏板。另外，在形成上述层压体前，优选通过在滚筒轴方向上具有适当长度的涂布滚筒，在背面覆盖底纸上事先对涂布用浆料进行涂布。此时，除了在作为交盖宽度的边缘上不进行涂布用浆料涂布以外，背面覆盖底纸中的涂布用浆料的涂布与表面覆盖底纸中的涂布相同。
另外，为了实现上述的第二个目的，通过一个混合器，制备至少两种浆料。该混合器包含具有圆环壁以及在顶部与底部上的两个圆板的外壳、为了将混炼材料供应到外壳而设置在外壳顶部中央区域的供料口、为了连续地将浆料送出外壳而设置在外壳外围区域的浆料输出口、设置在外壳内可以旋转的转盘、使转盘旋转的旋转驱动装置。混炼材料通过各供料口被供应到外壳内，通过转盘对混炼材料进行搅拌混合，并利用离心力沿转盘半径方向使混炼材料向圆环壁运动，从浆料输出口将混入或未混入发泡体的浆料输送出混合器。在外壳的外围区域中，为了取出至少一部分浆料，至少设置一个分离口。
依照本发明，在石膏板的制备方法的实施方式中，混炼的浆料中含有煅石膏、水、粘合助剂、硬化促进剂、减轻石膏板重量的发泡体、脱水剂、硬化延迟剂、弯曲抑制剂、过干燥防止剂、防水剂以及其它添加剂，此外，还可以含有增强纤维、轻质聚集体以及其它的无机掺和剂等。
在本发明的优选的实施方式中，浆料的密度取决于混水量和发泡体的混入量。利用上述混合器，在混入发泡体前，将部分浆料送出混合器，并可以将其用作涂布到石膏板用底纸的粘合面的涂布用材料(涂布用浆料)。因此，通过唯一的混合器，根据需要可以供应两种浆料，也就是，不含发泡体的高密度浆料和含有发泡体的低密度浆料这两种浆料。
在这样的混合器中，在用于取出部分高密度浆料的分离口上，优选设置沿着混合器的外壳的外围区域、并到达分离口的槽。通过该槽，可以减少或防止由于滞留的浆料的存在和滞留的浆料的硬化而产生的沉淀物，可以稳定、且连续地供应涂布用浆料。结果，可以连续地制备本发明的石膏板。另外，为了定期对分离口的内部进行清洁，优选设置间歇洗涤装置。可以使用各种间歇洗涤装置，例如注水装置，或者符合于流出浆料的分离口内部形状的活塞销钉以及活动板。通过快速地推拉活塞销或可活动板，可以使浆料的流速变化。在本发明的优选的实施方式中，分离口内部的间歇洗涤是每隔一定时间自动进行的。
另外，在本发明中，为了在石膏板中设置浆料的非展开部分，严密地控制供应到涂布滚筒两端的涂布用浆料的量也是很重要的。也就是，可以将从分离口取出的高密度浆料的量、涂布滚筒的转数以及涂布滚筒和接受滚筒之间的空隙，随时调整为最佳状态。另外，根据需要，可以将表面覆盖底纸的两个边缘向上折叠，也可以限制浆料的展开范围。
该非展开部分的宽度，通常不足10mm，优选为5mm以下，最理想的是调整为尽可能小的宽度。这样，通过将非展开部的宽度调整为较小值，还可以将完全不含泡沫的高密度浆料用作涂布用浆料。
从分离口或分离口向涂布滚筒延伸的浆料输出管中，设置至少一个添加剂供应口，添加水和硬化延迟剂，并进行混合，从而制备涂布用浆料。考虑到涂布用浆料与芯部用浆料接触的时间差，还有调节涂布用浆料的硬化时间的情形。例如，在使用唯一的混合器时，将涂布用浆料排到混合器外与将芯部用浆料排出相比，前者相对较慢。另外，制备分离的涂布用浆料直到与芯部用浆料接触，需要通过通向涂布滚筒的输送管输出涂布用浆料和涂布到底纸上的时间。因此，涂布用浆料的硬化时间，优选比芯部用浆料的硬化时间长。另外，应当根据各种石膏板的制造条件，适当地对该硬化时间进行调整。
另外，在涂布用浆料中，根据需要，可以进一步添加发泡体，而调整涂布用浆料的密度。此处，发泡体是由发泡剂生成的泡沫，涂布用浆料中的发泡体的密度和添加量，可以根据所需要的涂布用浆料的密度而进行调整。本实施例中使用的发泡体的密度，优选相同或低于下述的芯部用发泡体的密度。
在如上的涂布用浆料的制备中，根据需要，可以设置副混合器。副混合器不仅可以搅拌涂布用浆料，以使涂料的组成均匀化，而且还可以有效地调整浆料的密度和控制流量，因此，可以有效地供应固定量的品质稳定的涂布用浆料。这样的副搅拌机具有比较简单的结构，且不会使装置或设备等的保养和检查操作变得繁重和复杂。
而且，为了不脱离制备本发明的石膏板的目的，可以在将浆料送出混合器前，从安装在混合器上的泡沫供应口添加主要用于对涂布用浆料的密度进行调整的发泡体。
另外，在芯部用浆料的输出口或与该输出口连接的芯部用浆料输出管中，设置泡沫供应口，泡沫供应口将调整浆料容积用的发泡体供应至从输出口输出的芯部用浆料中。由于可以在混合器外控制芯部用发泡体的投入，所以可以减少发泡体的用量。而且，还可以将泡沫供应口安装在沿着混合器的旋转方向的芯部用浆料输出口的上游、且在浆料的分离口下游的外围区域上，将前述发泡体供应到芯部用浆料中。另外，在不偏离本发明的目的的范围内，也可以对混合器的内部区域的浆料供应发泡体。此处，供应的发泡体的密度通常为0.01～0.50g/cm3。从输出口输出发泡体时，发泡体均匀地分散到芯部用浆料中。为了不浪费发泡体、且有效地生成气泡与空隙均匀地分布的低密度芯部用浆料，在输出的浆料流体中投入发泡体。另外，可以采用使浆料螺旋旋转或施加柔和的剪切力等常用的方法。
在本发明中使用的混合器的优选方式中，在转盘的周围上形成多个齿形部件。因此，转盘的齿形部件配置在外壳的中央区域与沿着外壳的周围而设置的环形壁之间。煅石膏以及煅石膏中混炼的成分，被搅拌和混合的同时，利用离心力在转盘上沿着半径方向向外移动。实质上完全混合的浆料发生滞留的外围区域(浆料的滞留区域)中的浆料，通过旋转的齿形部件，被导入浆料输出口。另外，浆料输出口被设置于浆料滞留区域附近的外壳的底盖(底板)以及环形壁中的一个或两个上，浆料输出口的数量是根据目的、用途或设计条件而确定。也就是，可以在外壳上设置一个或多个输出口。而且，在浆料滞留区域附近的底盖或底板中设置浆料输出口的情况下，齿形部件为转盘所必须的构成要素，于此相对，在圆环壁上设置输出口的情况下，可以省略齿形部件。
另外，在混合器外壳的顶盖中，设置垂直延伸到转盘的顶部附近的环状隔板。环状隔板分为转盘外围附近的浆料滞留区域与转盘的中央区域，也就是，区分成未混合浆料与混合浆料。结果是，确实可以从混合器的外围区域得到高密度均匀的浆料。而且，在将得到的浆料供应到从混合器分离的位置时，在与分离口连接的管道中配置输出或压送用泵，从而可以将浆料输送到指定位置或用压力送到指定位置。
此外，分离口优选配置在靠近浆料滞留区域附近的外壳部分上，即，顶盖或顶板、底盖或底板、或者圆环壁上。另外，分离口的数量并非限定为一个，可以根据目的、用途或设计条件为两个或两个以上。但是，在底盖或底板上设置分离口时，需要在转盘的周围形成齿形部件。从分离口取出的浆料，可以在涂布到底纸的粘合面的涂布材料中使用。
另外，在本发明中，通过底纸输送方法将底纸输送到底纸的纵向上，同时，使与底纸大致平行、沿着底纸的宽度方向，以及从底纸的顶面隔着所定的间隔或与底纸的顶面接触，从而这样对涂布滚筒进行设置。另外，使用具有支撑底纸的接受材料(接受滚筒)和在底纸的长度方向输送底纸的底纸输送设备的辊式涂布机。在从涂布辊筒输送底纸的方向的上游，可以进一步设置将高密度涂布用浆料供应到底纸的顶面的浆料供应设备、和使涂布滚筒在与底纸的输送方向相反的方向上旋转的涂布滚筒的旋转驱动设备。如此，将预展开的浆料供应到石膏板底纸的顶面与涂布滚筒的滚筒面底端之间。
在从涂布滚筒输送底纸的方向的上游，将涂布用浆料供应到底纸的上表面，并通过所定大小的空隙使其通过，或者从涂布滚筒的滚筒面移动。如此，使涂布用浆料在底纸的宽度方向上展开，形成涂布用浆料薄层。另外，通过使涂布用滚筒在与底纸的搬送方向相反的方向上旋转，使不能通过所定大小的空隙或接触部的涂布用浆料返回到沿着涂布滚筒的滚筒面的输送底纸的方向涂布滚筒的上游。此外，通过调节供应到底纸边缘的涂布滚筒末端外侧区域的涂布用浆料的量，使用涂布滚筒形成非展开部分。如此，控制石膏板边缘部分和边缘区域的大小，从而可以使石膏板的边缘部分和边缘区域高密度化。
本发明的石膏板的制备方法中，通过涂布滚筒将涂布用浆料涂布到石膏板的表面覆盖底纸和/或背面覆盖底纸上，将低密度浆料供应到在表面覆盖底纸和背面覆盖底纸上形成的高密度浆料薄层间，形成层压体，继续使之干燥。另外，在形成层压体前，优选将正对表面覆盖底纸的边缘，沿着底纸的长度方向上折叠，从而防止浆料从非展开部分流入表面覆盖底纸的边缘。
另外，根据需要，优选安装与涂布滚筒平行、以及与涂布滚筒的滚筒面接触而设置的沉淀收集滚筒。沉淀收集滚筒设置于从涂布滚筒输送底纸的方向的上游，沉淀收集滚筒的中心高度相等或低于涂布滚筒的中心高度。如此，可以防止浆料残留在从涂布滚筒与沉淀收集滚筒的接触部分到涂布滚筒旋转移动面中的涂布滚筒面上。另外，可以防止浆料薄层的厚度沿输送底纸的方向变化和随时间变化，而使浆料薄层的厚度均匀。结果，可以提高石膏芯与底纸的粘合性。
为了使沉淀收集滚筒在与涂布滚筒的旋转方向相反的方向上旋转，优选沉淀收集滚筒还有沉淀收集滚筒旋转驱动装置，沉淀收集滚筒的转速等于或小于涂布滚筒的转速。此外，优选涂布滚筒与沉淀收集滚筒的长度在长度方向上的相同，优选进一步含有将沉淀收集板设置在与涂布滚筒和沉淀收集滚筒的各端部分的接触部分相接触。另外，涂布滚筒的滚筒面的硬度，优选比沉淀收集滚筒的滚筒面的硬度和接受材料的接受面的硬度高。
通过涂布滚筒涂布到底纸上的涂布用浆料的厚度，优选为约200～1,500μm，更优选为400～1,000μm。当涂布的浆料的厚度不足200μm时，则干燥的石膏芯与底纸之间的粘合性不足。另一方面，若其厚度在1,500μm以上时，则不再进一步提高最初的粘合效果。其厚度在板的轻质化方面是不利的，由于石膏板变硬，因此钉入钉子等的操作性降低。涂布的浆料的厚度为如上的情形时，含有多层芯部的已制得的石膏板的高密度层的厚度为约1 00～1,200μm。该高密度层的厚度进一步优选为约200～1,000μm。
另外，根据本发明的优选方式，当在底纸上涂布高密度浆料时，涂布滚筒表面长度(滚筒轴方向的长度)优选为表面覆盖底纸的边缘折线(限定石膏板末端部分的划痕)间的宽度的98％～108％，更优选为99％～105％，其中表面覆盖底纸的边缘折线是用于限定作为产品的石膏板的宽度的。涂布滚筒的表面长度的上限(％)，优选根据与作为目标的石膏板的厚度规格对应使用的表面覆盖底纸的宽度而适当地决定。另外，石膏板的边缘部分的形状，相应于与石膏板的连接相关的技术种类，如透孔-拼接方法、接缝处理方法以及拼接V接口处理方法等，通常为三种，即方形、锥形和斜面形。此处，术语“石膏板的宽度”是指石膏板的两端之间的长度的最大值，不考虑石膏板边缘的形状。因此，上述的“限定石膏板宽度(限定石膏板末端部分的划痕)的表面覆盖底纸两侧的边缘折线间的宽度，”是指二条边缘折线间的间隔，即沿着表面覆盖底纸的两边缘，使用锉刀等留下的谷折线，限定石膏板的宽度。另外，关于涂布滚筒末端的形状，可以使涂布滚筒靠近末端的直径减少、并设计为阶梯形，或者向着涂布滚筒的末端、并逐渐减小其直径而设计为锥形(“顺锥形”)，或者可以将这种阶梯形与顺锥形组合。通过在涂布滚筒的两端设置这种阶梯形和/或顺锥形，可以根据意图使涂布用浆料的厚度增厚，还可以赋予涂布滚筒如下功能调整溢出到非展开部分的涂布用浆料的量的缓冲(buffer)功能。而且，根据需要，优选根据该涂布滚筒两端的形状，还可以改变沉淀收集滚筒的形状，或者提供其它的收集沉淀的方法。
如此，可以确保正对底纸的粘合层的涂布面积最大。而且，当通过溢出剩余的涂布用浆料，在涂布滚筒端部外侧的底纸边缘区域上形成非展开部分时，由于可以控制浆料对于非展开部分的溢出而使其变少，所以作为结果，还可以控制形成的石膏板的硬边缘部分的厚度。
在本发明的石膏板中，在用钉子将石膏板安装在某种部件上时，硬边缘部分不在沿着石膏板纵向的边缘部分钉入钉子的区域内。因此，在石膏板的宽度方向上，硬边缘部分的长度通常等于或小于约15.0mm，优选等于或小于约10.0mm。此外，从石膏板的轻质化和制造中的材料的有效利用的观点出发，石膏板的宽度方向上的硬边缘的长度优选等于或小于约5.0mm。另外，虽然在石膏板的宽度方向上的硬边缘部分的长度的最小值为约0.1mm(＝100μm)，但是，为了更稳定、且可以防止干透，或者为了对浆料供应量的控制等制备条件进行管理，其最小值优选为约2.0mm，更优选为约3.0mm。
而且，在现有技术中，涂布滚筒的表面长度(滚筒轴方向的长度)比底纸边缘的折线间的宽度短。例如，如特表平09-511702号公开的那样，在生产1.22m×2.44m(4×8ft)的石膏板时，该长度为1.15m(45英寸)，也就是约94.3％，这样，涂布滚筒的表面长度设定为相当短。另外，如特开平08-112808号公报所公开的那样，高密度浆料的非展开部分的宽度为10mm～50mm，因为由高密度浆料的非展开部分产生的硬边缘常常到达钉子钉入的区域，并且钉子碰到硬边缘部分，所以难以将钉子钉入石膏板。在本发明中，通过使涂布滚筒的表面长度等于或大于表面覆盖底纸的边缘折线间的宽度的98％，进一步超过石膏板的标准宽度而为宽度的108％，通过这样，可以使硬边缘部分不能到达钉子钉入的区域。例如，可以适当控制硬边缘部分的宽度，以使其等于或小于约15.0mm。硬边缘部分的宽度优选等于或小于约10.0mm，更优选等于或小于约5.0mm，但是其依赖于石膏板的安装的操作条件。为了将硬边缘部分的宽度控制在例如等于或小于12.0mm，使涂布滚筒的表面长度(滚筒轴方向的长度)等于或大于约99％，从而可以调节渗出到非展开部分的涂布用浆料的量。
如上所述的高密度层的厚度和硬边缘部分的厚度，可以通过在制造的石膏板上留下切口、并折叠后，使用SEM观察该石膏板的截面而进行测定。本发明的石膏板的特征在于沿着石膏板的宽度方向的硬边缘部分的长度和形状。也就是，沿着石膏板的宽度方向，由涂布用浆料的非展开部分形成的硬边缘部分的宽度为约0.1mm～约15.0mm。另外，沿着石膏板的宽度方向的截面上的硬边缘部分的形状可以为各种各样的形状，例如四边形、三角形、新月形、L形和J形等。为了使沿着石膏板的宽度方向的截面中的硬边缘部分的宽度的最小值进一步减小，优选为L形或J形。而且，在沿着石膏板的宽度方向的截面中，表面覆盖底纸与硬边缘部分的边界上的粘合部分的长度，至少为约0.1mm。为了防止干透和更容易地控制制备条件，硬边缘部分与板底纸之间的粘合部分的厚度优选至少为约2.0mm，更优选至少为约3.0mm。
通过提供涂布滚筒，其长度(辊筒轴方向)为限定石膏板宽度的表面覆盖底纸的边缘折线(划痕)间的宽度的98％～108％，并在石膏板的两端形成高密度的涂布用浆料的非展开部分，通过这样可以实现防止干透以及容易地控制制备条件。即，在使用普通具有不足上述宽度的95％的长度的涂布滚筒的情况下，与非展开部分的大小相比，在使用本发明的较长的涂布滚筒的情况下，如果控制浆料的供应量、以至于涂布用浆料不从底纸渗出，可以将非展开部分的大小限制得更小。这样，作为石膏板的成形结果，在石膏板的宽度方向上，源于浆料的非展开部分的硬边缘部分的最大长度可以等于或小于约15.0mm。另外，将溢出到非展开部分的涂布用浆料涂布到表面覆盖底纸的边缘折线(划痕)的外侧。因此，在石膏板的成形中，当表面覆盖底纸通过沿着边缘折线(划痕)而将表面覆盖底纸的边缘向上折起的折叠导向板部分时，涂布到边缘折叠线(划痕)的外侧的部分浆料，由于重力作用，沿着底纸边缘的内表面垂直落下。另外，通过折叠导向板部分向上折起边缘折叠线(划痕)，一部分涂布用浆料还可以沿着表面覆盖底纸边缘的内表面与背面覆盖底纸的粘合重叠区域接触。之后，涂布用浆料与添加某种发泡体的芯部用浆料接触，并开始硬化。结果，形成了具有各种形状例如四边形、三角形、新月形、L形和J形等的硬边缘部分。其中，在本发明的优选实施方式中，期望形成具有L形和J形的硬边缘部分。虽然这样的L形或J形的硬边缘部分在石膏板宽度方向上的厚度可以是防止干透所必须的最小厚度，但是考虑到实际的操作性和连续制造的稳定性，需要至少为约0.1mm(＝100μm)。
以下，参照附图，就本发明优选的实施方式进行详细地说明，但本发明并不限于此。
附图1是部分地、且概要地表示成形本发明的石膏板的装置的侧视图。表面覆盖底纸14是沿着生产线而被输送的。混合器10被设置在与输送带连接的所定位置，例如输送带的上方，通过唯一的混合器10，可以供应高密度和低密度的浆料。在这里，为了制造本发明的石膏板，还可以设置现有的混合器，从而可以分别供应高密度和低密度浆料。将煅石膏、粘合助剂、硬化促进剂、添加剂等粉体、发泡体和水供应到混合器中，混合器10混炼上述原料，通过输出管61、62，将高密度浆料70供应到辊式涂布机21的输送方向的上游的表面覆盖底纸14和背面覆盖底纸16上。此处，22、23和24分别表示涂布滚筒、接受滚筒和沉淀收集滚筒。表面覆盖底纸14和背面覆盖底纸16的浆料分别被送到辊式涂布机21的展开部位20上，并在展开部件20上使浆料展开。在表面覆盖底纸14上形成高密度浆料70的薄层和边缘部区域，在背面覆盖底纸16上形成高密度浆料70的薄层。表面覆盖底纸14直接被输送，背面覆盖底纸16通过转向滚筒170，转向表面覆盖底纸14的输送方向。然后，表面覆盖底纸14和背面覆盖底纸16两者都到达成形机200。此处，通过来自混合器10的管道63，将低密度浆料72供应到在各底纸14、16上形成的薄层之间。形成具有由表面覆盖底纸14、低密度浆料72和背面覆盖底纸16而形成的三层结构的连续的层压体，该层压体在硬化的同时，到达粗切断剪切机(未图示)中。粗切断剪切机将连续的层压体剪切为所定长度的板状体，形成以被底纸覆盖的石膏为主体的芯部形成的板状体，也就是，石膏板的原材料。粗切断的层压体，进一步通过干燥器(未图示)，使之强制干燥，之后，切断为所定长度的产品。通过这样，制造石膏板产品。
附图2是表示附图1所示的本发明的石膏板成形装置的平面图。此处所示的装置，具有平坦的面板。供应滚筒(未图示)邻接面板100，并将其安装成可以旋转，将表面覆盖底纸14供应给面板100上。表面覆盖底纸14在面板100上，向箭头(←)所示的下游方向(左)移动。
在面板100的下游，从面板空出间隔，并设置第二面板100，面板-挖除即空隙120在二个面板100和110之间形成。
石膏板的代表性产品的宽度为910mm，表面覆盖底纸14和二个面板的宽度比该产品的宽度略宽。表面覆盖底纸14形成石膏板的表面。
附图3是本发明的实施例中使用的辊式涂布机的部分剖视图。在附图3中，辊式涂布机21由以下装置简单地构成将浆料供应到表面覆盖底纸14的上表面上的浆料供应装置61、设置在表面覆盖底纸14上方的涂布滚筒22、相对于涂布滚筒22并设置在底纸流动的上游的沉淀收集滚筒24、设置在表面覆盖底纸14下方的接受滚筒23、以及分别使涂布滚筒22和沉淀收集滚筒24旋转驱动的涂布滚筒驱动装置和沉淀收集滚筒驱动装置(未图示)。
输送表面覆盖底纸14的输送路径如下从面板100的上面，通过接受滚筒23和涂布滚筒22之间的空隙，延伸到面板110的上面。两个滚筒22和23分别安装在轴25和26上。接受滚筒23不用马达驱动，其表面速度与表面覆盖底纸14基本相同，但是涂布滚筒22通过马达27驱动，如附图3所示的箭头28和29所示，其表面与表面覆盖底纸14的移动方向相反地运动。动力供应和马达速度控制装置31是连接至驱动马达27。
接受滚筒23为较软的滚筒，例如，可以用海绵橡胶制造。另一方面，涂布滚筒22较硬、且被高度地磨，例如，可以作为研磨的铬电镀滚筒。二个滚筒相互接触或形成适当间隔的间隙33(参照附图3)。表面覆盖底纸14通过夹子32或间隙33而移动，覆盖薄片的上表面擦拭涂布滚筒22的下表面。表面覆盖底纸14通过涂布滚筒22的下侧，通过表面覆盖底纸14擦拭涂布滚筒22的表面。操作中，不停止涂布滚筒22的旋转是重要的。
在面板110的上方，安装含有大量石膏浆料的混合器10(参照附图1)。
管道61从混合器10的表面延伸到表面覆盖底纸用辊式涂布机21。另一个管道62延伸到背面覆盖底纸用辊式涂布机21。流入二个辊式涂布机的浆料为高密度石膏浆料。
特别是，参照附图3，辊式涂布机21的涂布滚筒22在接受滚筒23的轴25上方具有轴26。涂布用浆料70从管道61，62流出，经过涂布滚筒22的表面长度而充入料槽。涂布滚筒22逆时针旋转(如附图3所示)。表面覆盖底纸14与涂布滚筒22的下表面接触，通过普通的驱动装置(未图示)，并将其牵引到下游。此外，柔软的接受滚筒23使表面覆盖底纸14与涂布滚筒22接触。表面覆盖底纸14，如前所述，与涂布滚筒22的表面53的移动方向相反地移动，从而擦拭涂布滚筒22的表面。作为结果，涂膜56被移至表面覆盖底纸14，并穿过表面覆盖底纸14的中央区域，从而形成大致均匀的涂膜或层56。涂膜56的厚度，根据与涂布滚筒22的旋转速度对应的表面覆盖底纸14的移动速度而变化，优选将控制装置31调节成可以制造具有所期望厚度的涂膜。
如附图2所示，为了在涂布滚筒的末端和表面覆盖底纸的边缘之间通过溢出涂布用浆料而形成非展开部分，二个滚筒22和24的轴方向的长度为限定石膏板的宽度的表面覆盖底纸的边缘的折线间宽度的98～108％。因此，涂布滚筒越过限定石膏板宽度的表面覆盖底纸的边缘折叠线(划痕)而延伸，少量的涂布用浆料70溢出到涂布滚筒22的两端附近和表面覆盖底纸14的边缘或者其外侧。在本发明中，特别严格地控制未用涂布滚筒22展开的涂布用浆料70的量和宽度，例如将其宽度调整为不足约10mm，优选等于或小于约5mm。
通过来自混合器10、并经过管道63供应到带薄膜的表面覆盖底纸14的中央区域的浆料，从而形成石膏板的石膏芯部73。如附图2所示，该浆料穿过表面覆盖底纸14，并在涂膜56上被展开。
沿着表面覆盖薄片的边缘，而设置在面板110的两侧的普通折叠导向板61，是将表面覆盖底纸14的两个边缘向上方折叠，接着，将其两边缘的一部分折叠到浆料上。折叠导向板61形成面向成品板的长边的边缘部。接着，背面覆盖底纸16被放置在芯部60和表面覆盖底纸14的边缘部分上。背面覆盖底纸从供应滚筒64(未图示)脱离，通过引导背面覆盖底纸的成形机200的下方，使浆料的上表面光滑，并且使浆料的厚度为期望的值。在成品中，表面覆盖底纸14如规定的那样形成石膏板的表面和侧面，背面覆盖底纸16如规定的那样形成石膏板的背面。
配置背面覆盖底纸后，石膏板用常用的方法处理。两张覆盖底纸和浆料，在到浆料硬化为止，沿着面板110移动到可以处理石膏板的地点。接着，将石膏板切为所期望的长度，且使之旋转，并继续通过干燥炉(未图示)而移动。
高密度的石膏浆料的涂膜具有与表面覆盖底纸14优异的粘合力，并粘合到低密度的石膏芯部上。由于涂膜56与较硬的边缘层两者都由相同的浆料形成，所以粘合力在石膏板表面上是连续不变的。如前所述，需要注意严格控制涂布滚筒22的转速，以致于可以形成所期望厚度的涂膜56，为了在操作中不使滚筒停止，所以需要足够的扭距驱动涂布滚筒22。重要的是接受滚筒23将压力施加到表面覆盖底纸14和涂布滚筒22上，表面覆盖底纸14穿过涂布滚筒22的下侧被拉伸，所以涂布滚筒22被表面覆盖底纸14擦拭干净。
在本发明的装置的特定的实施方式中，可以将涂布滚筒22、接受滚筒23以及沉淀收集滚筒24的各自的直径以及它们相互接触的压力和滚筒面之间的间隔调节为最适当的值。
附图4是涂布滚筒端部的形状的例子，其表示(a)方形、(b)阶梯形、(c)顺锥形、(d)阶梯形与顺锥形的组合。如此，通过改变涂布滚筒两端部的形状，可以有意地增加涂布用浆料的厚度，以及可以调整溢出到非展开部的涂布用浆料的量。
源自涂布用浆料的非展开部分而形成的硬边缘部分，其在石膏板的宽度方向上的长度为约0.1mm～约15.0mm。另外，在石膏板的宽度方向的截面中，硬边缘部分的形状有四边形、三角形、新月形、L形和J形等各种的形状。附图5对本发明的石膏板的硬边缘部分的形状进行说明。
附图6～附图10表示混合器10的一种实施方式。
附图6和附图7分别为混合器10的平面图和立体图。如附图6和附图7所示，混合器10具有柱状的外壳50，外壳50具有相互之间间隔所定间距的圆盘状顶盘或顶盖52和圆盘状底盘或底盖54(以下，称作顶盘52、底盘54)、以及设置在顶盘52和底盘54的周围的外围壁和圆环壁51。在顶盘52的中心，形成圆形开口部位80，与顶盘52垂直的转轴30的扩大的下端部位31穿过圆形开口部位80。转轴30被连接到旋转驱动装置例如电动马达(未图示)上。根据需要，可以在转轴30与旋转驱动装置的输出轴之间设置变速装置，例如变速齿状齿轮或带形变速齿轮。在顶盘52上，将供应混炼用浆料成分的粉体供应管40、供应混炼用水的供水管42和抑制内压过度上升的内压调节装置43(用虚线表示)彼此以所定角度连接起来。
附图8为混合器10的部分截面图，附图9为混合器10的纵向截面图。另外，附图10表示设置在混合器10的内部的转盘。在外壳50内设置可以旋转的转盘32。转盘32的中央部分被固定在转轴30的扩大的下端部位31的下端面上，转盘32的中轴线与转轴30的线一致。通过转轴30的旋转，转盘32在箭头R所示的方向(顺时针方向)上旋转。具有该结构的混合器称作销式捏制器(pin mixer)，例如，这种混合器在美国专利第3,459,620号公报的说明书中被公开。
在外壳50内的区域中，通过假设的界线26区分为内部区域和外围区域。其中，可以沿着在外壳50内的界线26设置与顶盘52的下表面垂直的环状壁。在这种情形下，将环状壁设置成与圆环壁51实质上同中心。外壳50内的区域明确地区分为位于固定在圆环壁51的内壁面的耐磨性圆环53a的附近的外围区域，以及位于外壳50的半径方向的内部区域。如附图10详细地表示，转盘32的外围区域中形成多个齿形部件37。各齿形部件37具有基本延伸到转盘20的半径方向上的后端边缘37a以及与旋转方向相反、且以所定角度向前倾斜的前端边缘37b。各前端边缘37b将混炼的流体向外部和旋转方向挤压或供能。在各齿形部件37上设置2个销钉36。另外，在内部区域中设置多个销钉38，销钉38通常设置在延伸到半径方向上的多个行列上，并且设置在转盘32的顶面上。各销钉列38，设置在从扩大的下端部件31的外围到齿形部件37上的销钉36延伸的曲线上。与顶板52垂直的多个销钉58被布置在顶板52的半径方向上，将各销钉58定位于销钉38之间。因此，当销钉38旋转时，销钉38通过销钉58之间的区域。而且，销钉58、38根据需要分别固定在可以取下的转盘32和顶盘52上，销钉58、38的数量可以根据需要增减。
圆环壁51通过空心输出管47而连接到浆料输出48的上端。浆料输出口48连接到将泡沫供应到混炼的浆料成分的泡沫供应口49。泡沫供应口49优选连接到输出管47的附近(在本例中，为浆料输出口48的上端部位)，这样引入浆料的泡沫被均匀地分散到浆料中。另外，分离口46设置在圆环壁51上，分离口46含有二个分离口46a、46b。从输出管47开始、并间隔所定角度的位置上，分别将分离口46a、46b分布在圆环壁上，并将其分别连接到管路61、62上。在分离口中设置水和硬化延迟剂的投入口(未图示)，以调整涂布用浆料70的密度和硬化时间。此外，根据需要，还可以设置发泡体的投入口。而且，为了在涂布用浆料70中添加这样的水、硬化延迟剂和发泡体，在管路61和62中安装副混合器，分别根据需要在该副混合器中投入水、硬化延迟剂或发泡体，通过这样可以制备涂布用浆料。
优选在分离口中设置槽，以防止沉淀混入，而槽沿着混合器的外壳的外围区域而延伸。另外，作为定期对分离口内部进行清洁的间歇清洁装置，安装符合作为分离口内部的浆料流路的空隙形状的、且可以改变浆料流速的活塞销钉。在本发明的优选的实施方式中，该间歇清洁每隔一定时间自动进行。
输出管47和分离口46a、46b通过圆环壁51的内壁面上的开口，而连接到外壳50的内部。分离口46a、46b相互间隔所定角度α，而进行配置，位于旋转方向侧面的分离口46a和浆料输出口48以所定角度β相互进行配置。
接着，说明混合器10的操作。通过旋转驱动装置的驱动，转盘32向箭头R方向旋转，通过粉体供应管40，供应可以用混合器10混炼的浆料成分，通过供水浆料管42，供应混炼用水。将混炼的浆料成分和供应的水引入混合器10的内部区域，进行搅拌，并使之混合，利用离心力以转盘32上方为外部穿过界线26向外外围区域。同样地，高密度浆料通过齿形部件37被向外挤出到旋转方向一侧，使得通过输出管47而被导入浆料输出口48。通过设置在输出管47或浆料输出口48(在本实施例中，设置在输出口上)上的泡沫供应口49，将所期望量的泡沫供应到浆料中，并将浆料密度调整为低密度。浆料输出口48与管路63连接，低密度浆料被供应到表面覆盖底纸14的宽度方向上的中央区域。
外围区域的浆料通过分别设置在芯部用浆料输出管47的上游(与旋转相反的方向)的分离口46a、46b而导入管路61和62，并通过管路61和62，分别供应到表面覆盖底纸14和背面覆盖底纸16的辊式涂布机中。存在于分离口46a、46b附近的浆料为不含发泡体的浆料，与芯部用浆料72相比，是高密度浆料。因此，通过分离口46a、46b并输出给辊式涂布机的浆料相对有较高密度。如此，混合器10通过浆料输出口48和输出管47，将低密度浆料供应到表面覆盖底纸14的中央区域中，并通过分离口46a、46b和管路61和62，将高密度浆料供应到表面和背面覆盖底纸的各辊式涂布机上。因此，通过石膏板生产线输送到干燥机的石膏板原材料，作为低密度浆料而被包含在表面覆盖底纸的中央区域中，并作为高密度浆料而被包含在与底纸粘合的层中，并在输送带下游的强制干燥机中均匀地干燥。如此，混合器10具有输出管47与浆料输出口48、引入用于调整芯部用浆料72的容积或密度的泡沫的泡沫供应口49、分别设置在输出管47的上游(与旋转方向相反的一侧)的二个分离口46a、46b。浆料输出48与将浆料供应到表面覆盖底纸14上的输出管47相连接，分离口46a、46b与将浆料供应到表面覆盖底纸14的辊式涂布机上的管路61和62相连接。根据这样的混合器10，通过单独的混合器，分别制备低密度浆料和高密度浆料，并将高密度和低密度浆料分别供应到石膏板生产线中所期望的部位。另外，通过使用上述混合器10，使机器的保养操作等大幅度地简化。
此处，通过泡沫供应口49可以将泡沫全部混入浆料输出口48的浆料中。另外，通过泡沫供应口49也可以将泡沫附加地混入浆料输出口48的浆料中。在本实施例中，混合器10具有2个分离口46a、46b。然而，作为替代，分离口46b也可以省略或不使用，与分离口46a连接的管路61和62可以分叉，从而可以将涂布用浆料供应到覆盖底纸的两台辊式涂布机中。另外，也可以将分离口设置在顶盘52或底盘54上。在本发明实施例中，以混合器10作为销钉式混合器而进行说明。然而，为了可以容易地为操作者所理解，本发明的结构对其它形式的混合器，例如具有倾斜桨叶的桨叶型混合器等，也同样适用，很易被本领域技术人员理解。另外，可以在混合器10中设置附加的泡沫供应管，例如将泡沫供应到内部区域的浆料中的供应管41可以供给混合器10，从而可以将附加的泡沫供应到内部区域的浆料中。此时，由于得到的不同种类的浆料均为轻质的，并且这些浆料的密度差较大，所以得到的浆料适用于制备轻质石膏板。
如上所述，例如，根据以下两种操作状态，第一种操作状态为通过将泡沫混入混合器中的浆料，从而将输出的浆料制备成干燥硬化后的密度为0.45～0.75g/cm3；以及另一种操作状态为调整混合器10中的浆料使其干燥硬化后的密度为0.80～1.40g/cm3，并且调整混合器10的输出口中的浆料，使其干燥硬化后的密度为0.45～0.75g/cm3；将这两种操作状态进行比较，结果为在后者的操作状态下，可以将用于调整浆料容积(密度)的泡沫的用量降低到约一半以下。
(实施例)将通过本发明的石膏板的制备方法制造石膏板的各种特性，与通过目前的制备方法制备的石膏板的相比较，如附图11A和11B所示。
以下表示各种特性的测定和评价方法的实施例和比较例。而且，在这些特性的评价中，使用宽度910mm×长度1,820mm×厚度12.5mm的石膏板，通过以下方法测定各特性值。
1、高密度层的平均厚度由石膏板截面的扫描型电子显微镜照片的3点或以上的测定值而算出。
2、硬边缘的各种厚度通过石膏板末端的截面照片测定(参照附图13)。
3、底纸的粘合性切出与石膏板的宽度方向平行的宽度90mm×长度150mm的必需数量的试验片。接着，用剪切机在沿着表面和背面的宽度方向上切割的切割线上，将石膏板弯曲，，将面上的底纸和相对所观察的截面的面剥离。在沿着纵向上的50mm的间距内观察底纸与石膏芯部的粘合状态。在附图11B中，○表示如下石膏板在50mm间距内的80％以上的范围内，底纸与石膏芯部粘合；×表示除上述以外的石膏板。
4、干透(边缘粘合)从过干燥的石膏板的侧面边缘部取出试验片，观察边缘部分的石膏芯部与底纸的粘合状态。○表示石膏芯部与底纸粘合良好的石膏板，×表示由于过干燥而力量减少的粘合不佳的石膏板。
5、钉子的拉伸阻力根据ASTMC473，取出四片152mm×152mm的试验片，在试验片的中央部分开设导向孔，在该导向孔中穿入施加固定负重的主体2.515mm、钉头6.350mm的钉子，测定可以使钉子通过试验片的最小负重。
6、弯曲强度根据JISA6901“石膏板制品”进行评价。
7、打钉性在距离石膏板边缘10mm的位置上，与石膏板的边平行间隔100mm的位置上，根据JIS A5508(38mm长×2.3mm主体直径×7.5mm钉头直径)将石膏板用钉子钉入石膏板中。接着，观察石膏板的裂痕或龟裂。○表示未观察到裂痕或龟裂的石膏板，×表示观察到裂痕或龟裂的石膏板。
在各实施例中，辊式涂布机的滚筒的长度在底纸划痕间的宽度的98％～108％之间变化，另外，使用具有高或低密度的硬边缘的石膏板。
实施例1、2和3分别表示滚筒的长度为限定石膏板的宽度的表面覆盖底纸的划痕间的宽度的98％、102％以及108％的例子。另外，实施例4以及5是具有低密度硬边缘的或高密度硬边缘的的石膏板的例子。另外，比较例1是由单一的发泡浆料形成的多层芯部的0例子，比较例2是比较例1与硬边缘浆料的组合的例子，比较例3是滚筒长度为限定石膏板的宽度的表面覆盖底纸的划痕间的宽度的95％的例子。
从这些实施例的试验结果，可以知道本发明的石膏板在维持石膏板的良好的特性的同时，在防止干透和打钉性两方面都优异。
附图12是沿着本发明的石膏板宽度方向的剖面的中央附近的表面覆盖底纸与高密度层的粘合部分的SEM照片。照片表示高密度层与覆盖底纸之间的粘合面的厚度为约300μm～600μm，其中高密度层来自用涂布滚筒在底纸中展开的涂布浆料的涂膜。
附图13表示具有本发明的斜边的石膏板末端的截面的照片。在照片中，下侧的底纸是背面覆盖底纸，上侧的底纸是表面覆盖底纸。
照片表示在将浆料涂布到表面覆盖底纸上时，源于涂布滚筒末端外侧形成的非展开部分的石膏板的硬边缘部分的形状为L形或J形。除此以外，表示沿着石膏板宽度方向的硬边缘部分的厚度或硬边缘部分与底纸的粘合部分的最小厚度和最大厚度。
而且，本发明并不限于上述实施例，当然，也可以在本发明的范围内进行各种的改良和变更。
工业实用性如上所述，根据本发明，可以得到具有如下性质的轻质石膏板具有发泡石膏芯，与石膏板的覆盖底纸的粘合性优异，不会由于石膏板制造时的强制干燥而引起石膏板的边缘部位干透，且将钉子钉入石膏板时的操作性方便。
另外，根据本发明的石膏板的制备方法可以提供不会浪费发泡剂和由发泡剂生成的泡沫、且均匀的发泡石膏芯，并可以制备发泡石膏芯与底纸的粘合性优异，防止干透，钉子的钉入方便的石膏板。
权利要求
1.一种石膏板，其包括具有表面、背面、两个相对的侧面和两个相对的端面的石膏芯、以及覆盖前述石膏芯的前述表面、前述背面和前述的两个相对的侧面的底纸，其中，前述石膏芯包括具有被前述底纸覆盖的前述侧面的高密度硬边缘部分、至少一个具有被前述覆盖底纸覆盖的前述表面或前述背面、具有与前述高密度硬边缘部分的密度实质上相等的高密度部分、以及具有低于前述高密度硬边缘部分和前述高密度部分的密度，且与前述高密度硬边缘部分和前述高密度部分内接的中央低密度部分，并使前述高密度硬边缘部分不触及沿着固定前述石膏板的钉子钉入前述侧面的规定位置。
2.根据权利要求1中记载的石膏板，其中前述高密度部分在沿着与表面和背面垂直的方向上具有0.1mm到1.2mm的厚度。
3.根据权利要求2中记载的石膏板，其中前述高密度硬边缘部分在沿着包含于前述高密度硬边缘部分的侧面的垂直方向上具有至少0.1mm的厚度。
4.根据权利要求2中记载的石膏板，其中前述高密度硬边缘部分在沿着包含于前述高密度硬边缘部分的侧面的垂直方向上具有0.1mm到15.0mm的厚度。
5.一种石膏板的制备方法，其中石膏板包含具有表面、背面、两个相对的侧面和两个相对的端面的石膏芯；覆盖至少前述石膏芯的表面和两个相对的侧面的表面覆盖底纸；以及粘合到前述表面覆盖底纸上，且覆盖前述石膏芯的背面的背面覆盖底纸，其中前述石膏芯具有含有侧面的高密度硬边缘部分，该制备方法包括以下步骤(a)向圆盘型旋转式混合器中注入煅石膏、水、至少一种添加剂和/或掺和剂，并进行搅拌，以制备煅石膏浆料，(b)从设置在前述圆盘型旋转式混合器的外围区域的至少一个分离口中取出一部分前述煅石膏浆料，并将前述浆料的部分作为涂布用浆料供应到前述表面覆盖底纸上，(c)通过涂布滚筒使供应到前述表面覆盖底纸的部分涂布用浆料展开，在形成涂布用浆料的展开部的同时，向前述展开部的两侧提供前述涂布用浆料的非展开部分，(d)通过设置在圆盘型旋转式混合器的外围区域的输出管道，将残留于圆盘型旋转式混合器内的煅石膏浆料输送至输出管道的输出口，(e)通过安装在输出管道或输出口上的泡沫供应口，将发泡体注入残留的煅石膏浆料中，并使其均匀地分散以制备芯部用浆料，(f)将从输出口输出的芯部用浆料沉积在用于涂布于表面覆盖底纸上的浆料上，以及(g)在将表面覆盖底纸弯曲的同时，使背面覆盖底纸粘合到表面覆盖底纸的边缘上，从而形成层压体，接着对层压体进行干燥，其中，涂布滚筒的轴方向的长度为表面与侧面的边界线之间的距离的98％到108％。
6.根据权利要求5中记载的石膏板的制备方法，其中进一步包含将前述涂布用浆料供应到前述背面覆盖底纸上，并用涂布滚筒对供应到前述背面覆盖底纸上的前述涂布用浆料进行展开的步骤。
7.根据权利要求5中记载的石膏板的制备方法，其中前述展开部分的厚度为0.2mm到1.5mm。
8.根据权利要求5中记载的石膏板的制备方法，其中进一步包含在前述涂布用浆料中添加水和硬化延迟剂的步骤。
9.根据权利要求5中记载的石膏板的制备方法，其中进一步包含在前述涂布用浆料中添加发泡体的步骤。
10.根据权利要求6中记载的石膏板的制备方法，其中用前述涂布滚筒使供应到前述背面覆盖底纸的前述涂布用浆料展开，由此得到的前述涂布用浆料的厚度为0.2mm～1.5mm。
11.根据权利要求6中记载的石膏板的制备方法，其中进一步包含向供应到前述背面覆盖底纸的前述涂布用浆料中添加水和硬化延迟剂的步骤。
12.根据权利要求6中记载的石膏板的制备方法，其中进一步包含向供应到前述背面覆盖底纸的前述涂布用浆料中添加发泡剂的步骤。
全文摘要
本发明提供一种具有发泡石膏芯的轻质石膏板，该石膏板与石膏板的覆盖底纸的粘合性优异，石膏板的边缘部没有干透，且对石膏板的打钉操作方便。该石膏板含有具有表面、背面和四个侧面的石膏芯；以及至少一种覆盖石膏芯的表面、背面和至少两个相对的侧面的覆盖底纸。石膏芯包括一种或一种以上的每个都含有用覆盖底纸覆盖的侧面之一的硬边缘部分；一种或一种以上的含有表面或背面，不含用覆盖底纸覆盖的侧面，且具有与硬边缘部分的密度实质上相同的高密度部分；以及密度低于硬边缘部分和高密度部分、并与硬边缘部分和高密度部分接触的低密度部分。硬边缘部分不包含钉入钉子的位置。
文档编号E04C2/04GK1642733SQ0380707
公开日2005年7月20日 申请日期2003年3月25日 优先权日2002年3月27日
发明者木村龙一, 津野则男, 石桥政刚, 谷浩一, 大泽健一郎 申请人:吉野石膏股份有限公司