CA2085058A1 - Fiber gypsum plasterboard and manufacturing process thereof - Google Patents

Fiber gypsum plasterboard and manufacturing process thereof

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CA2085058A1
CA2085058A1 CA002085058A CA2085058A CA2085058A1 CA 2085058 A1 CA2085058 A1 CA 2085058A1 CA 002085058 A CA002085058 A CA 002085058A CA 2085058 A CA2085058 A CA 2085058A CA 2085058 A1 CA2085058 A1 CA 2085058A1
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Jacques Moisset
Jacques Chappuis
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    • B28B1/00Producing shaped prefabricated articles from the material
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Abstract

Fibre-reinforced gypsum panel made up of at least one layer of fibre-reinforced gypsum in which the cellulose fibres are dispersed and which is optionally used in combination with other layers with identical or different physicochemical characteristics, this layer of fibre-reinforced gypsum being characterised in that its density is moderate, even in the absence of lightening materials and in that the fibres dispersed in the said layer are preferentially oriented in the lengthwise direction of the panel so that the flexural breaking strength of the layer in the lengthwise direction is higher than the flexural breaking strength in the transverse direction of the layer.

Description

2035~8 La présente invention concerne une plaque de parement en plâtre fibré, un procédé de fabrication de cette plaque ainsi que les installations pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On entend par plaque de parement en plâtre fibré, une plaque de parement s armée par des fibres qui, à la différence des plaques de plâtre traditionnelles, n'est pas cartonnée sur ses faces.
Pour réaliser des am~nagements intérieurs, le produit en plâtre pris le plus usité sur le marché mondial est la plaque de plâtre cartonnée, sous la forme de panneaux de grande dimension, généralement de 1,20 mètre de large, de longueur o égale à la hauteur d'un étage (soit ~,40 mètres ou plus), pour une épaisseur d'environ 6 à 25 mm.
L'un des principaux intérêts de la plaque de plâtre cartonnée réside dans le fait qu'elle possède des résistances mécaniques suffisantes et un équilibre élasticité/rigidité particulièrement bien adapté aux contraintes auxquelles elle est 5 soumise au cours de sa manutention, de son transport, de son stockage ou de son montage, sous l'action principalement de son propre poids. La plaque de plâtre cartonnée possède des résistances mécaniques en flexion qui sont supérieures dans le sens longitudinal à celles d~veloppées dans le sens transversal: ceci s'adapte bien aux dimensions de la plaque. Effectivement, cette anisotropie lui permet de résister 20 correctement aux contraintes qu'elle subit en raison de ses dimensions.
A cela il faut ajouter que la bonne résistance à la fissuration de la plaque de plâtre cartonnée est liée à sa faible masse volumique, qui est de l'ordre de 0,7 à 0,95 g/cm3. En effet, les contraintes nécessaires pour provoquer sa rupture sont trèssupérieures aux contraintes sous son propre poids. De plus, le faible poids des ~s plaques facilite leur manutention.
La plaque de plâtre cartonnée vérifie en plus la norme NF P 72-302 de Juin 1985, q~ exige d'une plaque de plâtre cartonnée que des échantillons de 40 x 30 cm possèdent, pour une distance entre appuis de 35 cm, les résistances à la rupture en
2035 ~ 8 The present invention relates to a fiber plaster facing plate, a manufacturing process of this plate as well as the facilities for setting work of this process.
By fiber-reinforced plaster facing plate is meant a facing plate armed with fibers which, unlike traditional plasterboard, are not not hard on its faces.
To make interior arrangements, the plaster product taken the most widely used on the world market is gypsum board, in the form of large panels, usually 1.20 meters wide, long o equal to the height of a storey (i.e. ~, 40 meters or more), for a thickness about 6 to 25 mm.
One of the main interests of the gypsum plasterboard lies in the fact that it has sufficient mechanical strength and balance elasticity / rigidity particularly well suited to the constraints to which it is 5 submitted during its handling, transport, storage or assembly, mainly due to its own weight. Plasterboard cardboard has mechanical flexural strengths which are higher in the longitudinal direction to those developed in the transverse direction: this fits well to the dimensions of the plate. Indeed, this anisotropy allows it to resist 20 correctly to the stresses which it undergoes because of its dimensions.
To this must be added that the good resistance to cracking of the plate cardboard plaster is linked to its low density, which is around 0.7 to 0.95 g / cm3. Indeed, the stresses necessary to cause its rupture are much greater than the stresses under its own weight. In addition, the low weight of ~ s plates facilitate their handling.
The cardboard plasterboard additionally checks the NF P 72-302 standard of June 1985, q ~ requires a cardboard plasterboard that samples of 40 x 30 cm have, for a distance between supports of 35 cm, the breaking strengths in

2~5058 , 2 flexion minimales suivantes, exprimées en contrainte avec la formule (I) suivante, applicable au matériau homogène:
a~ = 3 P L (I) 2 bh2 dans laquelle:
cf représente la contrainte à rupture (en Pascal) P représente la charge à rupture (en Newton) b représente la largeur (en mètre) 0 L représente la longueur (en mètre) h représente l'épaisseur (en mètre) - pour une plaque de 12,5 mm d'épaisseur, des résistances à la rupture en flexion d'au moins 6,7 MPa dans le sens long et d'au moins 2,3 MPa dans le sens lS travers, - pour une plaque de 9,5 mm d'ép~usseur, des résistances à la rupture en flexion d'au moins 7,7 MPa dans le sens long et d'au moins 3,3 MPa dans le sens travers.
Toutefois, la plaque de plâtre cartonnée présente quelques défauts, notamment 20 l'inflammabilité de sa surface cartonnée. Par contre, du fait de son coeur en sulfate de calcium hydraté, la plaque de plâtre cartonnée est considérée comme un coupe-feu.

Un autre inconvénient des plaques de plâtre cartonnées réside dans le fait que 25 1 es cartons doivent être de bonnes qualités esthétiques et mécaniques et parfaitement adhérer à l'âme du plâtre. C'est pourquoi, ces cartons représentent une part importante du cout de ces plaques.

En conséquence, les inconvénients précités amènent à fabriquer des plaques de 30 plâtre sans carton, renforcées dans leur épaisseur, généralement par des fibres. On a donc recherché à préparer une plaque de plâtre fibré qui, outre les qualités propres à

2~505$
~ 1 ~ r sa composition, respectent les exigences ré~lementaires en matière de résistances mécaniques, et en particulier en matière de résistance à la rupture en flexion.

En effet, pour résister aussi bien aux contraintes statiques que dynamiques, la 5 plaque de plâtre fibré visée doit posséder une résistar~ce à la rupture en flexion nettement sup~érieure à la charge maximale résultant de son propre poids, quand la plaque se trouve en position horizontale soutenue uniquement à ses extrémités.

Pour un matériau homogène auquel la plaque de plâtre fibré peut être o assimilée, ceci correspond à des valeurs de résistances à la rupture en flexion supérieures à la droite de rupture sous son poids propre donnée par la relation (II) suivante:

6'= 3 L p (II) lS 4 h dans laquelle:
représente la contrainte à rupture, (en Pascal) L représen~e la distance libre de la plaque entre les 20 appuis, (en mètre) h représente l'épaisseur de la plaque, (en mètre) p représente la masse volumique de la plaque. (en kg/m3) Cette relation montre clairement l'importance de la contrainte à laquelle les plaques de grandes dimensions sont soumises dans le sens longitudinal.
2s Toutefois, cette relation ne traduit que partiellement la contrainte subie par les plaques car la contrainte envisagée est statique, ce qui est plutôt éloigné des con~raintes subies réellement dans la pratique. En réalité, les plaques sont exposées à
des contraintes dynamiques. C'est pourquoi, les résistances à rupture en flexion30 doivent être nettement supérieures à celles données par la relation (II) pour éviter la rupture.

,j ~. 208~osg On connaît déjà des plaques de plâtre fibré. A la différence des plaques de plâtre cartonnées, les plaques de plâtre fibré connues, qui sont exemptes de carton, ont leurs surfaces incombustibles. Elles sont donc classées dans la catégorie "M0" de la norme NF P92 501 d'octobre 1975, revue le 28 Août 1991, pourvu que leur 5 pouvoir calorifique supérieur (PCS) soit inférieur ou égal à 600 calories par kilogramme de matériau.

Cependant, les plaques de plâtre fibré connues ne sont pas totalement satisfaisantes .
Leur principal inconvénient tient dans leur poids élevé. Ces plaques de plâtre fibré ont en effet une masse volumique plutôt élevée, qui est généralement supérieure à 1,1 g/cm3, et qui atteint souvent 1,3 g/cm3 quand elles ne sont pasadjuvantées de matières allégeantes. Quand elles sont sous la forme de panneaux de grande longueur (généralement de la hauteur d'un étage), leur poids atteint donc des valeurs suffisamment fortes pour que les panneaux puissent se rompre lors des manutentions, sous l'effet de leur propre poids qui est important, quand leur résistance à la rupture en flexion n'est pas suffisante. A titre d'exemple, une plaque de plâtre de 1,20 m x 2,50 m, d'épaisseur égale à 13 mm et de masse volumique égale à 1,3 g/cm3 pèse 50,7 kg, alors qu'une plaque standard cartonnée de même dimension, mais qui bénéficie d'une masse volumique plus faible~ voisine de 0,9 g/cm3, ne pèse que 35,1 kg.
En outre, leur poids élevé rend leur manutention malaisée et leur transport onéreux.
On connaît deux grandes voies de fabrication des pla~ues de plâtre fibré.
2s Une première voie di~e "sèche" ou "semi-sèche" consiste principalement à:- mélanger le plâtre et les fibres de cellulose à sec ou partiellement humidifié~es, les fibres pOUV~Ult être obtenues elles-mêmes par défibrage selon une voie humide ou sèche, - ajouter l'eau nécessaire à l'hydratation du plâtre, 2~g5o58 - étaler la pâte obtenue, généralement sur une bande continue, - presser suffisamment le produit déposé pour assurer une bonne répartition de l'eau et éliminer l'eau excédentaire, puis procéder à son séchage après la prise.
Cette voie conduit à des plaques de plâtre fibré caractérisées par une masse volumique importante, de l'ordre de 1,2 glcm3, et une résistance à la rupture enflexion de l'ordre de 5,5 à 6 MPa. Pour obtenir ce niveau de résistances encore insuffisant, on a recours à des teneurs en fibre assez élevées: la majorité des plaques 0 de plâtre commercialisées issues de ces procédés contient souvent au moins 15 % de fibres rapporté au poids de platre.
Outre les problèmes précités occasionnés par leur poids important, ces plaques sont fragiles et doivent être manipulées avec beaucoup de précaution. En èffet, d'après la relation (II), ces plaques peuvent se rompre sous la seule action de leur lS poids en l'absence de tout effet dynamique, dès que leur longueur excède 2,80 m pour des plaques de 12,5 mm d'épaisseur par exemple. Cette solution n'est donc pas satisfaisante.
Outre un surcoût de matières premières, les plaques de plâtre à forte teneur en fibres présentent une plus grande sensibilité à l'humidité qui conduit à une instabilité
dimensionnelle en milieu humide, d'où, lors de certaines applications, l'impossibilité
d'avoir des joints entre les plaques qui ne s'ouvrent pas dans le temps.
Une voie possible pour diminuer la masse volumique consiste à leur incorporer des matières allégeantes. Mais cette solution n'est pas satisfaisante car elle conduit à
des résistances m~caniques plus faibles et donc très inférieures aux valeurs 2s minimales exigées par la norme NF-P-72-302 de Juin 1985.

On connaît également une seconde voie, dite "humide", de fabrication de plaques de plâtre fibré. Cette seconde voie est mise en oeuvre dans une installation de type ligne papetière, de façon discontinue ou continue.

2~o~
. 6 Selon le procédé discontinu, la préparation des plaques s'effectue généralement de la manière suivante:
1- les fibres en suspension aqueuse diluées sont ajoutées au plâtre, 2- la pâte obtenue est déposée en couche de fine épaisseur sur une bande sans s fin,
2 ~ 5058 , 2 following minimum bending, expressed in stress with the following formula (I), applicable to homogeneous material:
a ~ = 3 PL (I) 2 bh2 in which:
cf represents the breaking stress (in Pascal) P represents the breaking load (in Newton) b represents the width (in meters) 0 L represents the length (in meters) h represents the thickness (in meters) - for a 12.5 mm thick plate, breaking strengths in flexion of at least 6.7 MPa in the long direction and at least 2.3 MPa in the direction lS through, - for a 9.5 mm thick plate ~ usseur, breaking strengths bending of at least 7.7 MPa in the long direction and of at least 3.3 MPa in the direction across.
However, the cardboard plasterboard has some defects, in particular 20 the flammability of its cardboard surface. However, because of its sulphate heart of hydrated calcium, the gypsum plasterboard is considered a firebreak.

Another disadvantage of cardboard plasterboard is that 25 1 cartons must be of good aesthetic and mechanical quality and perfectly adhere to the soul of the plaster. This is why, these boxes represent a share significant cost of these plates.

Consequently, the abovementioned drawbacks lead to the manufacture of 30 plaster without cardboard, reinforced in their thickness, generally by fibers. We have therefore sought to prepare a fiber plasterboard which, in addition to the qualities specific to 2 ~ $ 505 ~ 1 ~ r its composition, meet the re ~ elementary requirements in terms of resistances mechanical, and in particular with regard to breaking strength in bending.

To resist both static and dynamic constraints, the 5 fiber-reinforced plasterboard targeted must have a resistance to flexural rupture significantly higher than the maximum load resulting from its own weight, when the plate is in a horizontal position supported only at its ends.

For a homogeneous material to which the fiber plasterboard can be o assimilated, this corresponds to bending strength resistance values greater than the breaking line under its own weight given by the relation (II) next:

6 '= 3 L p (II) lS 4 h in which:
represents the breaking stress, (in Pascal) L represents the free distance of the plate between the 20 supports, (in meters) h represents the thickness of the plate, (in meters) p represents the density of the plate. (in kg / m3) This relationship clearly shows the importance of the constraint to which the large plates are submitted in the longitudinal direction.
2s However, this relationship only partially reflects the stress suffered by plates because the stress envisaged is static, which is rather far from con ~ raintes actually suffered in practice. In reality, the plates are exposed to dynamic constraints. This is why, the flexural rupture strengths30 must be much higher than those given by equation (II) to avoid the rupture.

, j ~. 208 ~ osg Fiber plasterboard is already known. Unlike the plates of cardboard plaster, known fiber plasterboard, which is free from cardboard, have their non-combustible surfaces. They are therefore classified in the category "M0" of NF P92 501 standard of October 1975, reviewed on August 28, 1991, provided that their 5 higher calorific value (PCS) is less than or equal to 600 calories per kilogram of material.

However, known fiber plasterboard is not completely satisfactory.
Their main disadvantage lies in their high weight. These plasterboards fiber in fact have a rather high density, which is generally greater than 1.1 g / cm3, and which often reaches 1.3 g / cm3 when they are not combined with lightening substances. When they are in the form of panels very long (generally the height of a storey), their weight therefore reaches values high enough for the panels to break during handling, under the influence of their own weight which is important, when their tensile strength is not sufficient. For example, a plate 1.20 mx 2.50 m plaster, 13 mm thick and density equal to 1.3 g / cm3 weighs 50.7 kg, while a standard cardboard plate of the same dimension, but which benefits from a lower density ~ close to 0.9 g / cm3, weighs only 35.1 kg.
In addition, their high weight makes them difficult to handle and transport.
expensive.
We know two main ways of making pl ~ ues of plaster fiber.
2s A first di ~ e "dry" or "semi-dry" consists mainly of: - mixing the plaster and cellulose fibers dry or partially humidified ~ es, the fibers POUV ~ Ult be obtained themselves by defibration wet or dry, - add the water necessary for the hydration of the plaster, 2 ~ g5o58 - spread the dough obtained, generally on a continuous strip, - press the product sufficiently to ensure good distribution water and remove excess water, then dry it after taken.
This route leads to plaster plasterboards characterized by a mass large volume, of the order of 1.2 glcm3, and an inflection breaking strength of the order of 5.5 to 6 MPa. To get this level of resistance again insufficient, we use fairly high fiber contents: most plates 0 of plaster marketed from these processes often contains at least 15% of fibers relative to the weight of plaster.
In addition to the aforementioned problems caused by their significant weight, these plates are fragile and should be handled with great care. Indeed, according to relation (II), these plaques can rupture under the sole action of their lS weight in the absence of any dynamic effect, as soon as their length exceeds 2.80 m for 12.5 mm thick plates for example. This solution is therefore not satisfactory.
In addition to the additional cost of raw materials, plasterboard with a high content of fibers exhibit greater sensitivity to moisture which leads to instability dimensional in a humid environment, hence, during certain applications, the impossibility to have joints between the plates which do not open over time.
One possible way to reduce density is to incorporate them allegiant materials. But this solution is not satisfactory because it leads to lower mechanical resistances and therefore much lower than the values 2s minimum required by standard NF-P-72-302 of June 1985.

There is also known a second, so-called "wet", method of manufacturing fiber plasterboard. This second way is implemented in an installation of the paper line type, discontinuously or continuously.

2 ~ o ~
. 6 According to the batch process, the preparation of the plates is generally carried out as follows:
1- the fibers in dilute aqueous suspension are added to the plaster, 2- the paste obtained is deposited in a thin layer on a strip without s end,

3- après élimination de l'eau excédentaire, on assemble par pressage sous pression élevée la couche obtenue avec d'autres couches de plâtre fibré, de caractéristiques physico-chimiques, similaires ou différentes, 3- after removing excess water, assemble by pressing under high pressure the layer obtained with other layers of fiber plaster, physico-chemical characteristics, similar or different,

4- ensuite, dès que la prise est réalisée, on effectue une opération de séchage.
Un mode de réalisation de ce procédé discontinu, utilisant des installations de type Hatschek, est actuellement largement employée.
Ce mode de réalisation consiste, à l'issue de l'étape (2), à assembler des couches de plâtre fibré de fine épaisseur sur un cylindre tournant.
Selon le cas, l'eau excédentaire est éliminée au cours de l'étape (2), ou pendant l'opération d'assemblage, au travers du cylindre tournant. Dès que l'épaisseur des couches assemblées est suffisante pour produire la plaque recherchée, un dispositif coupe la plaque en formation de sorte que, par gravité, la plaque se libère du cylindre et tombe sur un convoyeur. Ensuite, la plaque est soumise auxopérations (3) et (4) du procédé discontinu.
Pour réaliser l'assemblage des couches sur le cylindre, la prise doit être lente:
pour ce faire, on doit donc incorporer un ou plusieurs retardateurs de la prise dans la pâte de plâtre fibré. Par voie de conséquence, on doit maintenir un faible débit de plaques sur la ligne de fabrication.
2s Ces procédés discontinus impliquent l'utilisation d'un plâtre à prise retardée, d'où une faible productivité. Par ailleurs, il est nécessaire de changer le cylindre et le dispositif de pressage dès que l'on souhaite modifier les dimensions des plaques produites, d'où une multiplication des équipements.

On obtient une plaque dont la masse volumique est importante, de l'ordre de 1,1 g/cm3 ou supérieure, quand elle n'incorpore pas de matières allégeantes.
Egalement, les résistances à la rupture en flexion de ces plaques sont généralement importantes. Le problème majeur posé par ces plaques provient de leur poids élevé
4- then, as soon as the setting is made, a drying operation is carried out.
An embodiment of this discontinuous process, using Hatschek type, is currently widely used.
This embodiment consists, at the end of step (2), in assembling layers of thin fiber plaster on a rotating cylinder.
Depending on the case, the excess water is removed during step (2), or during the assembly operation, through the rotating cylinder. As soon as the thickness of the assembled layers is sufficient to produce the desired plate, a device cuts the plate in formation so that, by gravity, the plate releases from the cylinder and falls on a conveyor. Then, the plate is subjected to operations (3) and (4) of the batch process.
To assemble the layers on the cylinder, the setting must be slow:
to do this, we must incorporate one or more retarders of the setting in the fiber plaster paste. Consequently, we must maintain a low flow of plates on the production line.
2s These discontinuous processes involve the use of a delayed setting plaster, hence low productivity. Furthermore, it is necessary to change the cylinder and the pressing device as soon as one wishes to modify the dimensions of the plates produced, resulting in a multiplication of equipment.

We obtain a plate with a high density, of the order of 1.1 g / cm3 or more, when it does not incorporate lightening materials.
Also, the flexural strength of these plates is generally important. The major problem posed by these plates comes from their high weight

5 qui rend leur manutention difficile et leur transport coûteux.

En cons~quence de leur poids élevé, et de leur mode de fabAcation complexe et discontinu, ces plaques de plâtre fibré sont onéreuses.

0 La voie humide discontinue de fabAcation de plaques de plâtre fibré est notamment décrite dans les brevets allemands 1 104 419 et 2 425 276 et le brevetfrançais 2 346 120. Suivant le procédé enseigné par ces brevets, les plaques de plâtre armées de fibres sont obtenues par la superposition sous pression de plusieurs feutres de 0,2 à 0,3 mm d'épaisseur environ, ces feutres résultant du dépôt en couche mince, sur une bande transporteuse perméable à l'eau, d'une suspension formée deplâtre, de fibres et d'eau dont on a extrait l'excès d'eau à l'aide d'organes d'aspiration disposés sous la bande.
En raison du rnode de fabAcation des feutres, le brevet français 2 346120 précise que les fibres s'oAentent préférentiellement dans une seule direction. Ceci pourrait résulter de la vitesse élevée d'avancement de la bande transporteuse combinée à la très faible épaisseur des feutres suivant le phénomène bien connu des papetiers lors de la formation d'une feuil}e de papier.
Du fait de l'assemblage par pression, la masse volumique de ces plaques une fois séchées est élevée et au moins égale à 1,2 g/cm3.
Toujours dans la seconde voie dite "humide", mais cette fois selon un processus continu, on trouve, dans la documentation scientifique, des procédés permettant d'acc~der à des plaques de plâtre fibré de plus faible masse volumique.
Ainsi le brevet allemand n2 365 161 décrit des plaques de plâtre fibré qui sont obtenues par malaxage intime du plâtre avec une suspension de fibres dans 2~85~8 I'eau, la pâte obtenue étant étendue en une couche sur une toile fillrante, I'eau en excès étant évacuée avant la prise du plâtre par application d'un vide croissant par paliers. Résultant de ce procédé, quand la teneur en fibres croît, les plaques de plâtre fibré se caractérisent par une masse volumique décroissante et par suite par unes résistance à la traction-flexion qui décroît de façon linéaire.
Selon ce brevet, du fait de l'aspiration progressive de l'eau en excès, les fibres prennent une orientation préférentielle dans des plans parallèles aux faces.
Une plaque de plâtre fibré, préparée conformément à ce brevet allemand, de 10 mm d'épaisseur contenant 12 % en poids de fibres cellulosiques, de masse o volumique égale à 0,81 g/cm3, possède une résistance à la rupture en flexion égale à
5 which makes them difficult to handle and expensive to transport.

As a consequence of their high weight and their complex method of manufacture and discontinuous, these fiber plasterboards are expensive.

0 The discontinuous wet process for the manufacture of fibred plasterboard is notably described in the German patents 1,104,419 and 2,425,276 and the French patent 2,346,120. According to the process taught by these patents, plasterboards armies of fibers are obtained by the superposition under pressure of several felts 0.2 to 0.3 mm thick approximately, these felts resulting from deposition in layers thin, on a water-permeable conveyor belt, of a suspension formed of plaster, fibers and water from which the excess water has been extracted using organs suction devices arranged under the band.
Due to the felt manufacturing method, French patent 2 346120 specifies that the fibers preferentially orient in one direction. This could result from the high speed of travel of the conveyor belt combined with the very small thickness of the felts according to the well-known phenomenon of stationers when forming a sheet of paper.
Due to the pressure assembly, the density of these plates a times dried is high and at least equal to 1.2 g / cm3.
Still in the second so-called "wet" route, but this time according to a continuous process, we find, in the scientific documentation, allowing access to plaster plasterboards of lower density.
Thus, German patent no. 2 365 161 describes plasterboard panels which are obtained by intimate mixing of the plaster with a suspension of fibers in 2 ~ 85 ~ 8 Water, the paste obtained being spread in a layer on a filling canvas, the water excess being evacuated before setting the plaster by application of an increasing vacuum by bearings. Resulting from this process, when the fiber content increases, the plasterboard bundles are characterized by a decreasing density and consequently by a tensile-flexural strength which decreases linearly.
According to this patent, due to the progressive suction of excess water, the fibers take a preferential orientation in planes parallel to the faces.
A fiber plasterboard, prepared in accordance with this German patent, of 10 mm thick containing 12% by weight of cellulosic fibers, by mass o volume equal to 0.81 g / cm3, has a flexural breaking strength equal to

6 MPa dans les deux directions: dans le sens long, cette résistance est donc inférieure à la valeur exigée par la norme NF P 72-302 de Juin 1985.
Dans le but d'atteindre des résistances à la rupture en flexion suffisantes, lesauteurs recommandent d'employer des plaques de plâtre fibré ayant des masses 5 volumiques supérieures à celle précitée, ce qui les amène à introduire des quantités faibles de fibres, de préférence égales à 2 % en poids.

C'est pourquoi, en raison des problèmes évoqués ci-dessus, les plaques de plâtre fibré commercialisées sont employees dans des domaines très spécifiques 20 comme protection anti-feu ou phonique, ou comme éléments de dimensions modérées tels que les éléments pour plafonds ou planchers.

La présente invention a pour principal objectif de proposer une plaque de plâtre fibré ne présentant pas les inconvénients de l'art antérieur.
2s Plus précisément, I'invention a pour premier objectif une plaque de plâtre fibréne nécessitant pas des proportions de fibres trop élevées, et poss~dant en outre une faible masse volumique, des résistances mécaniques, et en particulier des résistances à la rupture en flexion, suffisamment élev~es, et au moins égales à celles prévues par 2~5~58 la norme NF P 72-302 pour la plaque de plâtre cartonnée traditionnelle, aussi bien dans le sens long que dans le sens travers.

Un autre objectif de l'invention est un procédé de fabrication de cette plaque s de plâtre fibré qui puisse être mis en oeuvre relativement simplement, dans des conditions économiques avantageuses, et de façon continue.

Un autre objectif de l'invention est une installation pour la fabrication de cesplaques de plâtre fibré qui soit relativement simple et qui puisse être, pour une 0 grande part au moins, réalis~e à partir d'une installation industrielle de fabrication des plaques de plâtre cartonnées traditionnelles.
Pour réaliser ces objectifs, la présente invention propose une plaque de plâtre composée d'au moins une couche de plâtre fibré, dans laquelle les fibres sont dispersées, éventuellement combinée avec d'autres couches de caractéristiques S physic~chimiques identiques ou différentes, cette couche de plâtre fibré étantcaractérisée en ce que sa masse volumique est modérée, même en l'absence de matières allégeantes et en ce que les fibres, dispersées dans ladite couche sontpréférentiellement oIientées selon la direction longitudinale de la plaque, de sorte que la résistance à la rupture en flexion de la couche dans le sens longitudinal soit 20 supérieure à la résistance à la rupture en flexion de la couche dans le sens transversal.
Fn l'absence de toutes matières allégeantes, la couche de plâtre fibré selon l'invention se caractérise par une masse volumique modérée, c'est-à-dire une masse volumique inférieure à celle des plaques de plâtre fibré commercia1isées lorsque ces 2s dernières sont exemptes de matières allégeantes. En l'absence d'allégeant, la masse volumique de la couche de plâtre fibr~ selon l'invention est inférieure à 1 g/cm3.
Avantageusement, la masse volumique de la couche de plâtre fibré selon l'invention est voisine de la masse volumique des plaques de plâtre cartonnées connues, (c'est à

2 ~

dire de l'ordre de 0,7 à 0,95 g/cm3) et de préférence encore comprise entre 0,8 et 0,95 g/cm3.
La faible masse volumique de la couche de plAtre fibré selon l'invention résulteessentiellement, d'une part de la présence des fibres, et d'autre part des procédés s employés pour sa fabrication, qui ne nécessitent pas de compression sous pression élevée.
Toutefois, grâce aux fibres qui sont bien dispersées dans la matrice de plâtre et malgré sa faible masse volumique, la couche de plâtre fibré conforme à l'invention, une fois séchée, atteint des résistances mécaniques moyennes (dans les sens long et - 10 travers), qui sont nettement supérieures à celles des plaques de plâtre fibré ayant une composition et une épaisseur identiques et de densit comparable et résultant d'une voie, dite "semi-sèche", de fabrication.
De plus, les résistances mécaniques moyennes (dans les sens long et travers) de la couche de plâtre fibré conforme à l'invention sont équivalentes à celles des s plaques de plâtre fibré ayant une composition, une épaisseur et une densité
comparables, et résultant d'une voie, dite "humide", de fabrication.
En revanche, essentiellement grâce aux fibres qui sont préférentiellement oAentées selon la direction longitudinale, la couche de plâtre fibré conforme à
l'invention atteint des résistances mécaniques dans le sens long qui sont:
- d'une part nettement supérieures à celles des plaques de plâtre preeitées, obtenues par une voie dite "humide" de fabrication;
- et d'autre part, au moins égales voire supérieures à la valeur exigée par la norme NF P 72-302 de Juin 1985.
Les fibres convenant ~ l'invention sont les fibres cellulosiques, auxquelles on 2s peut éventuellement ajouter d'autres fibres, à la condition qu'elles ne comportent pas d'éléments nuisibles pour l'hydratation du plâtre. Les fibres apportées en complément aux fibres cellulosiques sont introduites de préférence à raison de 0,2 à
1 % rapporté au poids total de la couche sèche de plâtre hydraté et fibré.

2~50.~8 . .

Dans la sui~e de la description, I'expression "couche sèche de plâtre hydraté etfibré" sera employée pour désigner la couche obtenue après les opérations de prise et de séchage, qui est composée essentiellement de sulfate de calcium dihydraté et de fibres cellulosiques.
Parmi les fibres pouvant être incorporées à la pâte de fibres cellulosiques, on peut citer les fibres de verre et les fibres synthétiques.
Comme fibres cellulosiques, on utilise de préférence des fibres cellulosiques provenant de la récupération de vieux journaux ou d'autres papiers de récupération.
La longueur moyenne de ces fibres, qui est généralement supérieure à 500 microns, lo est en effet suffisante. (en deçà de cette valeur, les fibres ont tendance à se déchausser plutôt qu'à se casser quand elles sont sollicitées en traction et/ou en flexion, d'où une efficacité nettement réduite.) La quantité de fibres cellulosiques dans la couche de plâtre fibré selon I'invention peut va~ier entre 5 et lS % rapporté au poids total de la couche sèche de plâtre hydraté et fibré. A la différence des plaques de plâtre fibré décrites dans le brevet allemand 2 365 lSI, on choisit, conformément à l'invention, une proportion supérieure de fibres cellulosiques, de préférence entre 7 et 13 % rapporté au poids total de la couche s~che de plâtre hydraté et fibré, car ces conditions, outre un faible poids, contribuent à l'obtention de résistances mécaniques satisfaisantes et à un prix de revient compétitif.
L'épaisseur des couches de plâtre fibré est variable selon le procédé de fabrication employé. De préférence, elle est suffisante pour que l'assemblage d'au plus trois couches soit nécessaire pour former des éléments plans pour de 2s nombreuses applications telles que des éléments de paroi ou des éléments deplanchers ou de plafonds. L'épaisseur de la couche de plâtre fibré est avantageusement comprise entre 2 et 15 mm, et de préférence entre 5 et 10 mm pour des questions de productivité.

2 ~ o Comme plâtre semi-hydraté, on peut utiliser aussi bien la forme alpha ou bêta que l'on a de préférence traitée pour faciliter la filtrabilité du plâtre.

Pour améliorer encore les propriétés mécaniques de la couche de plâtre fibré
selon l'invention, on peut lui incorporer des agents appropriés tels que de l'amidon, de préférence à raison de 0,2 à 3 % rapporté au poids total de la couche sèche de plâtre hydraté et fibré.
Dans le même but, on peut ajouter encore de 0,5 à 5 % en poids de ciment, rapporté au poids total de la couche sèche de plâtre hydraté et fibré.

D'autres agents peuvent également être ajoutés, ceci afin d'arnéliorer Oll d'apporter une qualité particulière7 tels que notamment un ou plusieurs agents hydrofugeants, un ou plusieurs agents à haute résistance au feu et tous les adjuvants classiquement employés dans l'âme de la plaque de plâtre cartonnée.
La couche selon l'invention est avantageusement utilisée seule, si son épaisseurest suffisante, ou en combinaison avec d'autres couches de plâtre fibré ou non pour préparer une plaque de plâtre.

Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, on prépare une plaquerde plâtre fibré en associant au plus trois couches de plâtre fibré conformes à
l'invention. Comme énoncé auparavant une couche de plâtre fibré conforme à
l'invention possède les caractéristiques suivantes:

- une masse voiumique modérée, même en l'absence de matières allégeantes, 2~ - des fibres dispersées dans chaque couche et préférentiellement orientées selon la direction longitudinale de la plaque, de sorte que la résistance à la ruptureen flexion de la plaque dans le sens longitudinal soit supérieure à la résistance à la rupture en flexion de la plaque dans le sens transversal et que la plaque remplisse les exigences posées en matière de propriétés mécaniques par la 20~5~8 norme française homologuée NF P-72 302 de Juin 1985 pour les plaques de platre cartonnées.

De préférence encore, la plaque de plâtre fibré selon l'invention est composée s de deux couches de plâtre fibré conformes à l'invention.
Grâce aux différentes variantes de la plaque de plâtre fibré conforme à
l'invention, on atteint des valeurs de résistance à la rupture en flexion nettement supérieures aux valeurs de contrainte subie par la plaque sous son poids conformément à la relation (II) et ceci, de facon surprenante, en dépit de leur masse 0 volumique modérée.

La plaque de plâtre fibré selon l'invention poss~de en outre les propriétés d'usages supérieures à celles des plaques de plâtre cartonnées connues.
Ainsi, elle répond aux exigences de pose: à ce titre, elle n'est pas plus fragile aux manutentions qu'une plaque de plâtre traditionnelle. Elle peut être usinée (découpée, vissée, clouée, poncée) sans risque de fissuration quand ces opérations sont effectuées normalement. Une finition, par apport d'une planéité générale, formage de bords ou revêtement, peut lui être apportée sans difficult~.
Une fois posée, la plaque de plâtre fibré selon l'invention se caractérise par les propriétés mécaniques suivantes:
- bonnes résistances aux chocs, - bonne protection anti-feu, tant en réaction au feu qu'en résistance au feu, - bonne coh~sion ~ l'égard des d~coupes et des perçages ainsi qu'une bonne résistance à l'arrachement des fixations (pointes, vis, agrafes, contreventementou chevilles devant supporter les charges) grâce à son homogéneité et à sa résistance aussi bonne à coeur qu'en surface, - bonne résistance à l'humidité et bonne tenue générale dans des conditions humides: dans les conditions de la norme ASTM C 473-84, les phénomènes 2D8505.~

de fluage sont deux fois plus faibles que ceux constatés avec les plaques de plâtre cartonnées.

La plaque de plâtre fibré selon l'invention répond parfaitement aux exigences esthétiques à savoir:
- possibilité de relier deux plaques contiguës avec des joints assurant une parfaite continuité des surfaces, - absence de fléchissement différé en plafond, - possibilité de renouvellement des revêtements de peinture ou de papier peint o sans dommage pour la plaque et sans risque de détérioration de la surface comme dans le cas de la plaque de plâtre classique (arrachement de carton).

La présente invention à également pour objet un procédé de fabrication en continu de ladite couche de plâtre fibré, pouvant servir à la préparation d'une plaque de plâtre ou d'un élément préfabriqué léger et résistant, ou d'autres produits incorporant du plâtre fibré. Il consiste à:
1~ mélanger une suspension dilu~e dans l'eau de fibres cellulosiques avec du plâtre semi-hydrate et des ajouts éventuels dans un mélangeur, et plus particulièrement celui employé dans les installations de fabrication des plaques de plâtre traditionnelles, 2) étendre en couche mince la pâte homogène obtenue sur une toile de coulée mobile, bordée de moyens étanches, (tels que des parois mobiles ou fixes par rapport ~ la paroi), 3) évacuer l'eau en excès par l'application d'un vide, 2s 4) puis attendre la prise du plâtre semi-hydrate.

Le procédé selon l'invention se caractérise en ce que, à l'issue de l'étape (2),dès que la pâte homogène est étendue sur la toile de coulée et avant l'évacua~ion de l'eau en excès, on oriente les fibres préférentiellement selon le sens longitudinal, 2Q~58 grâce à l'application de vibrations dans la pâte homogène de plâtre fibré lors de son cisaillement par passage entre des parois fixes ou mobiles, disposées verticalement et dans des plans parallèles au plan contenant la direction du défilement de la toile, sans créer de mouvements turbulents dans la pâte.
Une variante peut consister en l'utilisation de parois verticales non paraUèles entre elles et formant des convergents dans le sens de déplacement de la toile de coulée.
On peut aussi réaliser simultanément au cours de l'étape (2), I'orientation des fibres et le dépôt en couche mince sur la toile de coulée.
Le procédé selon l'invention est avantageux en ce qu'il autorise aussi bien la formation de couches fibreuses de faible épaisseur de l'ordre de 2 mm ou d'épaisseur plus importante pouvant atteindre lS mm et ceci sans gêne pour l'orientation des fibres.
Un autre avantage du procédé selon l'invention est lié à son efficacité pour orienter les fibres cellulosiques aussi bien dans des pâtes à base de plâtre que dans les pâtes contenant d'autres composés à propriétés hydrauliques telles que les ciments.
L'orientation recherchee des fibres qui se traduit par une augmentation notable des propriétés mécaniques de la plaque dans le sens longitudinal par rapport à celles dans le sens transversal a été obtenue avec les dispositifs d'alignement des fibres combinant un(ou des) système(s) générant des écoulements laminaires dans la pâteassocié à un(ou des) système(s) créant simuitanément des vibrations dans la masse de la pâte.
On sait que, dans le cas des suspensions de fibres tr~s diluées, de l'ordre de 2s 0,1 % en poids, les fibres peuvent s'orienter dans des écoulements en l'absence de vibration: c'est le cas lors de la fabrication du papier. A cette concentration, il y a peu d'interactions entre les fibres qui sont donc suffisamment éloignées les unes des autres.

2~05~

Par contre, à des taux de fibres plus élevés, de l'ordre de 0,5 % et plus, les fibres sont emmêlées entre elles et forment des flocs. Ces flocs ne sont pas détruits et les fibres ne sont pas dispersees lors du cisaillement de la suspension dans des écoulements.
s Nous avons mis en évidence de façon surprenante que la combinaison du cisaillement et d'une vibration permet de séparer et d'orienter les fibres. Or, c'est dans ce domaine de concentration que ce procéd~ selon l'invention est intéressant (temps de filtration réduit, d'où une plus grande vitesse de ligne, et des quantités d'eau recyclée nettement plus faibles).

Selon un premier mode de réalisation du procédé selon l'invention, les vibrations appliquées dans la pâte homogène de plâtre fib~é sont apportées par les parois que l'on fait vibrer: pour ce faire, on peut faire vibrer toutes les parois ou seulement une partie des parois à la condition que chaq~e paroi fixe soit encadrée par au moins deux parois vibrées.
Selon un second mode de r~alisation du procédé selon l'invention, les vibrations appliquées dans la pâte homogène de plâtre fibré sont apportées au moyen d'un dispositif plan vibré, telle qu'une tôle vibrante, dispose horizontalement sous la toile de coulée, au droit des parois verticales. -~ -Selon un troisième mode de réalisation du pro~é selon l'invention, les vibrations appliquées dans la pâte homogène de plâtre fibré sont apportées par une combinaison des moyens constituant les premier et second modes de réalisation précités.
Avantageusement, le premier mode de réalisation du procédé est mis en oeuvre 2s au moyen des dispositifs d'alignement suivants: -- Un premier dispositif d'alignement longitudinal est composé d'un ensemble vibré de plaquettes solidaires. Celles-ci sont montées verticalement et parallèlement à la direction du mouvement de la toile de coulée, et situées en 20~50~&

aval de la tête d'alimen~tion et des moyens assurant le réglage de l'ép usseur de la couche fibrée.

^ Un deuxième dispositif d'alignement des fibres est composé d'un ensemble s vibré de disques solidaires, en rotation, de préférence dans le sens de déplacement de la toile de coulée; en outre, ces disques sont montés verticalement et parallèlement à la direction du déplacement de la toile de coulée et sont situés en aval de la tête d'alimentation et des moyens assurant le réglage de l'épaisseur de la couche fibrée. Avantageusement, on peut o modifier l'intensité du cisaillement de la pâte fibrée en faisant varier la vitesse de rotation de ces disques.

- Un troisième dispositif d'alignement des fibres est composé:
. d'un ensemble vibré de disques solidaires, en rotation, de préférence dans le sens de déplacement de la toile de coulée, montés verticalement et parallèlement à la direction de déplacement de la toile de coulée, ces disques é~ant situés en aval de la tête d'alimentation et des moyens assurant le réglage de l'épaisseur de la couche fibrée, . et intercalé entre chaque disque, d'un ensemble vibré de plaquettes solidaires, qui sont montées verticalement et parallèlement à la direction du mouvement de la toile de coulée, et situées en aval de la tête d'alimentation et des moyens assurant le réglage de l'épaisseur de la couche fibr~e.
2s Les meilleurs résultats d'orientation des fibres ont été ob~enus avec le troisième dispositif à la condition d'éviter de passer dans un régime d'écoulement turbulent.

20~5~S~

L'orientation privilégiée des fibres dans le sens longitudinal des plaques, et l'augmentation des caractéristiques mécaniques dans le sens longitudinal qui en résulte ont été confirmées dans les conditions opératoires variées suivantes:
- pâte homogène comprenant du plâtre, des fibres, de l'eau et éventuellement sdes adjuvants traditionnels et~ou du ciment tel que du ciment Portland, - variation de la proportion de fibres contenues dans la pâte homogène coulée sur la toile qui est avantageusement comprise entre 5 et 15 % en poids rapporté au poids total de la couche sèche de plâtre hydraté et fibré.

oEn revanche, on a constaté que certaines conditions opératoires peuvent avoir un effet néfaste sur l'orientation longitudinale des fibres, et donc conduire à des plaques possédant des caractéristiques mécaniques équivalentes dans les directions transversales et longitudinales.
A cet égard, l'amplitude des vibrations imposées à la pâte homDgène doit être 15contrôlée car des vibrations trop fortes ne sont pas capablPs d'orienter longitudinalement les fibres.

L'un des avantages majeurs du procédé selon l'invention réside dans le fait qu'il permet de fabriquer en continu et à grande vitesse (qui peut être supérieure à
2060 m/min.) des plaques de plâtre fibré dans des chaînes industrielles existantes de fabrication de plaques traditionnelles dans lesquelles il sera nécessaire de modifier uniquement:
- la partie servant à la d;stribution de la pâte homogène sur la toile de couléeen la complétant avec l'un des dispositifs d'alignement précédemment décrits.
25- la partie servant à l'évacuation de l'eau en excès. L'eau recueillie peut être recyclée et réutilisée pour le pulpage des fibres.
Une installation convenant bien à la fabrication des plaques de plâtre fibré estreprésentée de façon schématique sur la figure 1.
Cette installation comprend:

2~5~8 - un bac de mélange (I) pour le défibrage et la mise en suspension de papiers dans l'eau, généralement des vieux journaux, jusqu'à l'obtention d'une pulpe~ Dans ce bac, on prépare des pulpes comprenant de préférence de 1 à
2,75 % en poids de fibres.
s - une quantité déterminée de cette pulpe est ensuite conduite grâce à une pompe (2) adaptée au transfert des fluides chargés en solide dans un mélangeur (3), simultanément avec une quantité dosée de plâtre provenant du bac de stockage (4) et les ajouts habituels tels que les agents de COTTeCtion deprise.
0 Quand le mélange intime de plâtre, de fibres et d'eau est réalisé, la pâte homogène obtenue est coulée sur une toile en mouvement ~6), au travers de la tête d'alimentation (5). La tête d'alimentation (5) est conçue pour conserver l'homogénéité de la pâte fibrée et permettre un étalement à débit régulier sur la largeur de la toile de coulée.
La tête d'alimentation (S~ est équipée d'une plaque vibrée (7) qui assure le réglage de l'épaisseur de la couche fibrée. Le dispositif d'alignement des fibres comprend des plaquettes vibrées (8) et des disques tournants vibr~s (9), montés verticalement et parallèlement à la direction de déplacement de la toile de coulée indiquée par les flèches (10).
Comme on peut le voir plus aisément sur la figure 2, les vibrations de la plaque (7) sont générées par un vibreur (11), par exemple un vibreur pneumatiqueou électrique à balourd, selon une direction quasiment verticale à la toile de coulée (6). La plaque (7) a essentiellement pour rôle le réglage de l'~paisseur de la couche de platre fibré. La vibration de faible ampleur qui lui est appliqu~e assure son auto-nettoyage.
Les pla~uettes (8) et les disques (~) sont reliés à un châssis (12) qui est lui-même assujeffl à un vibreur (13). A litre d'exemple, on peut utiliser deux vibreurs à
balourd semblables, mais tournant en sens inverse à vitesse egale, qui sont montés 2 ~

sur le châssis (12) supportant les plaquettes (8) et les disques (9), le châssis (12) reposant lui-meme sur des ressorts.
La rotation des disques est obtenue par un moteur, par exemple à vitesse variable, non représenté, qui entr~une le moyeu (14) sur lequel les disques sontS mont~s et solidarisés.
On choisit pour les plaquettes (8) et les disques (9) un matériau ne risquant pas de s'altérer au contact de la pâte de plâtre fibré. Comme matériau, on peut choisir de l'acier inoxydable.
Selon la structure du dispositif d'orientation des fibres (par exemple, les 0 dimensions des plaquettes (8) et/ou des disques (9), etc.), selon le mode de fonctionnement du dispositif d'orientation (par exemple, l'amplitude et la fréquence des vibrations, la vitesse de rotation des disques (9~, la vitesse de déplacement de la toile de coulée (6), etc..) on adapte l'écartement entre deux parois verticales,constituées soit de deux plaquettes t8), soit de deux disques (9), ou encore d'une 5 succession de plaquettes et de disques, afin d'obtenir l'orientation recherchée des fibres.
La toile de coulée (6) comporte des parois mobiles en caoutchouc, fixes par rapport à la toile, pour délimiter les bords de la plaque. L'aspiration de l'eau en e~cès est réalisée au travers de la toile de coulée (6) à l'aide des boites à vide (15) et 20 d'un filtre à bande sans fin sous vide (16). La géométrie du filtre à bande est soignée de façon à avoir de bonnes caractéristiques dimensionnelles des plaques.
En aval, la plaque de plâtre fibré en cours de formation est soumise à une opération de calandrage grâce au dispositif (17) à cylindre presseur prévu pour donner un bon état à la surface supérieure des plaques. Ce calandrage est donc léger 25 et ne permet pas de densifier de façon significative les plaques.

Après calandrage, la prise des plaques de plâtre fibré se poursuit sur la bande de transport.

2~g5~58 Pour ce faire, la toile de coulée (6) est reliée en aval à une ligne de fabrication de plaques de plâtre cartonnées, non représentée sur la figure 1.
La formation des bords de la plaque peut être effectuée par différents moyens tels que truellage, systèmes à molette, bandes de formage, etc.
La qualité de la surface de la plaque peut être améliorée par enduction légère et même au moyen d'une truelle, par exemple vibrante et/ou glissante, avec si nécessaire addition d'un peu d'eau en surface avant l'action de la truelle. Les plaques sont ensuite introduites dans un séchoir et traitées selon les modalitéshabituellement utilisées pour les plaques de plâtre cartonnées.
0 D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront dans les exemples qui suivent, donnés à titre illustratif et non limitatif de l'invention.
Les caractéristiques physiques des plaques exemplifiées ont été obtenues par les méthodes de mesure décrites dans la norme française homologuée NF P-72 302 d'Octobre 1981 , modifiée en juin 1985.

Ces essais ont été réalisés dans une installation industrielle du type de celle représentée sur la figure 1, qui, selon le cas, comporte un dispositif d'alignement représenté schématiquement, dans une de ses configurations, sur la figure 2.
Dans le cas des dispositifs d'alignement n2 à 4, la vibration des plaquettes et/ou des disques est obtenue au moyen de deux vibreurs à balourd semblables, tournant en sens inverse ~ vitesse égale de 2700 t/min. à 50 Hz. Les deux vibreurs sont montés sur un châssis en acier supportant les plaquettes et/ou les di~ues, ce châssis reposant lui-même sur quatre ressorts de compression avec les bouts rapprochés plats, de longueur libre égale à 80 mm et de raideur égale à
1,210 daN/mm.
Les différents dispositifs d'alignement testés sont pr~cisés et référencés dans le Tableau I suivant:

2 ~ 5 8 Référence Description du d~ositif d'alignement Exemple 1 Cet essai a été réalisé sans dispositif d'orientation (Témoin) des fibres.
.
Exemple 2 Le dispositif d'orientation est composé d'un ensemble vibré de disques (9), tournant à une vitesse relative de 39 m/min. par rapport à la toile de coulée (6), dans le même sens que la toile. Les disques (9) ont un diamètre de 240 mm. Ils sont es~acés entre eux de 1 cm.
Exemple 3 Le dispositif d'orientation est composé d'un ensemble vibré de plaquettes (8) solidaires. Les dimensions des plaquettes sont les suivantes:
- une longueur de 40 cm - et une hauteur supérieure à l'épaisseur de la pâte coulée en couche mince. Les plaquettes sont espacées entre elles de 1 cm.
. . .
Exemple 4 Le dispositif d'alignement est composé:
- d'un ensemble vibré de plaquettes (8) solidaires, identiques à celles employées dans l'exemple 3, montées en aval de la plaque (7), - et intercalé entre chaque plaquette, un ensemble vibré de disques (9) solidaires, identiques à ceux employés dans l'exemple 2. Ces disques sont montés en aval de la plaque (7) et tournent à une vitesse relative de 39 mlmin. par rapport à la toile de coulée, dans le même sens que la toile.
L'écartement entre un disque (9) et une plaquette (8) est de 4,65 mm.
_ A partir d'une pulpe de l'ordre de 1,7 % en poids de fibres cellulosiques, de plâtre semi-hydrate et d'eau, on prépare une pâte avec un rapport E/P (poids d'eau s sur poids de plâtre) égal à 0,9 et un pourcentage de fibres de 15 % en poids par rapport au poids de plâtre, soit 11,5 % rapporté au poids total de la couche sèche hydratée et fibrée, dans une installation du type de celle présentée sur la figure 1.
Cette pâte est ensuite transformée en plaques de plâtre fibré dont l'épaisseur est, 23 2 ~ 8 selon l'exemple, comprise entre 4,5 mm et 8 mm. L'eau en excès est aspirée progressivement au travers de la toile de coulée. On peut régler la masse volumique de la plaque fibrée sèche en fonction de la quantité d'eau restant dans la pâte fibrée.

s Les caractéristiques physiques des plaques de plâtre fibré obtenues sont reportées dans le Tableau II suivant:

TABLEQU II

Rapport des Résistance à résistances N Fxemple Masse la rupture en la rupture, volumique Flexionsens long/
(g/cm3) Pa) SL/ST
1 0,83 SL = 7,061,0S
(Témoin) ST = 6,72 2 0,85 ST = 6,081,32 3 0,82 SL = 7,221,55 ST = 4,63 4 0,85 SL = 9,351,58 _ ST = 5,92 0 SL = sens longitudinal ST = sens travers Les dispositifs des exemples 2, 3 et 4 avec lesquels les rapports SL/ST
atteignent des valeurs supérieures à 1, permettent d'orienter les fibres cellulosiques préférentiellement dans le sens long des plaques.
1~
Industriellement, on sélectionnera de préférence les dispositifs d'orientation des fibres conduisant à des rapports SL/ST supérieurs ou égaux à 1,5 et de préférence encore ceux conduisan~ à des rapports SL/ST supérieurs ou égaux à 1,75.

Si les vibrations imposées aux plaquettes dans l'exemple 4 sont de forte amplitude et génèrent des turbulences dans la pâte, par exemple quand la vitesse de rotation des balourds des deux vibreurs montés sur le châssis s'élève à 3100 t/min., on observe une diminution très nette de l'orientation longitudinale des fibres (SL/ST
s est alors égal à 1,1) qui s'accompagne d'une baisse notable des résistances à la rupture en flexion dans le sens long (soit 6,5 MPa).

EXEMPLES S à 7 o Les exemples 5 à 7 ont été effectués dans les conditions opératoires de l'exemple 4 avec les différences données dans le Tableau m suivant:

TABLEAU m . . . . ......... _ N de l'ExempleConditions opératoires modifiées comParativement à l'exemPle 4 5Vitesse de rotation des disques vibrés et sens de rotation identiques ~ la vitesse et au sens de déplacement de la toile de coulée.
,, .~ .
6Vitesse relative de rotation des disques vibrés égale à 51 m/min. et rotation dans le sens opposé au sens de déplacement de la toile.
..
7Vitesse relative de rotation des disques vibrés égale à 84 mlmin. et rotation dans . le sens de déplacement de la toile.
lS
Les résultats des exemples 5, 6 et 7 sont donnés dans le Tableau IV suivant:

. ~ 5 ~J ~ ~

TA~LEAU Iy N de Masse Résistance à la Rapport des I'Exemple volumiquerupture en résistances à la flexion rupture en flexion . (MPa) sens long sur l SL/ST
0,86 ST--4 88 1,83 . . .. . , 6 0,84 SL = 8,43 - 1,73 . ST = 4,86
6 MPa in both directions: in the long direction, this resistance is therefore lower than the value required by standard NF P 72-302 of June 1985.
In order to achieve sufficient flexural breaking strengths, the authors recommend using plasterboard plasterboards with masses 5 volumes greater than the above, which leads them to introduce quantities low in fiber, preferably equal to 2% by weight.

This is why, because of the problems mentioned above, the plates of commercial fiber plaster is used in very specific fields 20 as fire or sound protection, or as dimension elements moderate, such as elements for ceilings or floors.

The main objective of the present invention is to provide a plate for fiber plaster does not have the drawbacks of the prior art.
2s More specifically, the invention has as its first objective a fibrin plasterboard not requiring too high proportions of fibers, and poss ~ dant further low density, mechanical resistances, and in particular resistances at break in bending, high enough ~ es, and at least equal to those provided by 2 ~ 5 ~ 58 NF P 72-302 standard for traditional cardboard plasterboard, as well in the long direction than in the cross direction.

Another objective of the invention is a method of manufacturing this plate s of plaster fiber which can be implemented relatively simply, in advantageous economic conditions, and continuously.

Another objective of the invention is an installation for the manufacture of these plasterboard plies which is relatively simple and which can be, for a 0 large part at least, made ~ e from an industrial manufacturing facility traditional cardboard plasterboard.
To achieve these objectives, the present invention provides a plasterboard composed of at least one layer of fiber plaster, in which the fibers are dispersed, possibly combined with other layers of characteristics S physic ~ chemical identical or different, this layer of fiber plaster being characterized in that its density is moderate, even in the absence of lightening materials and in that the fibers dispersed in said layer are preferably oriented in the longitudinal direction of the plate, so that the tensile strength of the layer in the longitudinal direction is 20 higher than the flexural breaking strength of the layer in the direction transverse.
Fn the absence of any allegiant materials, the fiber plaster layer according to the invention is characterized by a moderate density, that is to say a mass volume lower than that of plastered fiber-reinforced plasterboards marketed when these The latter 2 are free of allegiant materials. In the absence of a lighter, the mass volume of the fibrous plaster layer ~ according to the invention is less than 1 g / cm3.
Advantageously, the density of the fiber plaster layer according to the invention is close to the density of known cardboard plasterboard, (this is 2 ~

say of the order of 0.7 to 0.95 g / cm3) and preferably still between 0.8 and 0.95 g / cm3.
The low density of the fiber plaster layer according to the invention results essentially from the presence of the fibers on the one hand and from the processes on the other hand s used for its manufacture, which do not require compression under pressure high.
However, thanks to the fibers which are well dispersed in the plaster matrix and despite its low density, the fiber plaster layer according to the invention, once dried, reaches average mechanical strengths (in the long directions and - 10 transverse), which are clearly superior to those of plasterboard with fiber identical composition and thickness and comparable density resulting from so-called "semi-dry" manufacturing route.
In addition, the average mechanical strengths (in the long and cross directions) of the fiber plaster layer according to the invention are equivalent to those of s plasterboard with fiber, having a composition, thickness and density comparable, and resulting from a so-called "wet" manufacturing route.
On the other hand, mainly thanks to the fibers which are preferentially o Stretched in the longitudinal direction, the fiber plaster layer conforms to the invention achieves mechanical strengths in the long sense which are:
- on the one hand much higher than those of the preeitées plasterboard, obtained by a so-called "wet" manufacturing route;
- and secondly, at least equal to or even greater than the value required by the NF P 72-302 standard of June 1985.
The fibers suitable for the invention are cellulosic fibers, to which 2s may optionally add other fibers, provided that they do not contain elements harmful to the hydration of the plaster. The fibers brought in complement to the cellulosic fibers are preferably introduced at a rate of 0.2 to 1% based on the total weight of the dry layer of hydrated and fiberized plaster.

2 ~ 50. ~ 8 . .

In the sui ~ e of the description, the expression "dry layer of hydrated and fiber plaster" will be used to designate the layer obtained after the setting operations and drying, which is mainly composed of calcium sulfate dihydrate and cellulosic fibers.
Among the fibers that can be incorporated into the pulp of cellulosic fibers, may cite glass fibers and synthetic fibers.
As cellulose fibers, cellulose fibers are preferably used.
from the recovery of old newspapers or other recovered paper.
The average length of these fibers, which is generally greater than 500 microns, lo is indeed sufficient. (below this value, the fibers tend to get take off rather than break when stressed in traction and / or bending, hence a significantly reduced efficiency.) The amount of cellulose fibers in the fiber plaster layer according to The invention can range from 5 to lS% based on the total weight of the dry layer of hydrated and fiber plaster. Unlike fiber plasterboard described in German patent 2,365 lSI, a proportion is chosen in accordance with the invention higher than cellulosic fibers, preferably between 7 and 13% based on weight total of the dry layer of hydrated and fiberized plaster, because these conditions, in addition to a low weight, contribute to obtaining satisfactory mechanical strengths and at a price competitive cost.
The thickness of the layers of fiber-reinforced plaster is variable according to the method of manufacturing employee. Preferably, it is sufficient for the assembly of at least plus three layers is necessary to form planar elements for 2s numerous applications such as wall elements or floor or ceiling elements. The thickness of the fiber plaster layer is advantageously between 2 and 15 mm, and preferably between 5 and 10 mm for productivity issues.

2 ~ o As semi-hydrated plaster, the alpha or beta form can be used which is preferably treated to facilitate the filterability of the plaster.

To further improve the mechanical properties of the fiber plaster layer according to the invention, it is possible to incorporate into it suitable agents such as starch, preferably at a rate of 0.2 to 3% based on the total weight of the dry layer of hydrated and fiber plaster.
For the same purpose, we can add another 0.5 to 5% by weight of cement, based on the total weight of the dry layer of hydrated and fiberized plaster.

Other agents can also be added, in order to improve Oll to bring a particular quality7 such as in particular one or more agents water repellents, one or more agents with high fire resistance and all adjuvants conventionally used in the core of the gypsum plasterboard.
The layer according to the invention is advantageously used alone, if its thickness is sufficient, or in combination with other layers of fiber plaster or not for prepare a plasterboard.

In accordance with a preferred embodiment of the invention, a plaster of fiber plaster by combining at most three layers of fiber plaster in accordance with the invention. As stated previously, a layer of fiber plaster conforming to the invention has the following characteristics:

- a moderate density, even in the absence of lightening materials, 2 ~ - fibers dispersed in each layer and preferably oriented according to the longitudinal direction of the plate, so that the breaking strength in bending of the plate in the longitudinal direction is greater than the resistance at break in bending of the plate in the transverse direction and that the plate fulfills the requirements for mechanical properties by the 20 ~ 5 ~ 8 French standard approved NF P-72 302 of June 1985 for the plates of cardboard plaster.

More preferably, the fiber plasterboard according to the invention is composed s two layers of fiber plaster according to the invention.
Thanks to the different variants of the fiber plasterboard conforming to the invention, values of breaking strength in bending are clearly reached greater than the stress values undergone by the plate under its weight in accordance with relation (II) and this, surprisingly, despite their mass 0 moderate volume.

The plasterboard fiber according to the invention poss ~ in addition to the properties of uses greater than those of known cardboard plasterboard.
Thus, it meets the installation requirements: as such, it is not more fragile handling than a traditional plasterboard. It can be machined (cut, screwed, nailed, sanded) without risk of cracking when these operations are performed normally. A finish, by providing a general flatness, edge forming or coating, can be provided without difficulty ~.
Once laid, the fiber-reinforced plasterboard according to the invention is characterized by the following mechanical properties:
- good impact resistance, - good fire protection, both in reaction to fire and in fire resistance, - good cohesion with regard to cuttings and holes as well as good resistance to tearing of fasteners (spikes, screws, staples, bracing or pegs to support loads) thanks to its homogeneity and resistance as good at heart as at surface, - good resistance to humidity and good general behavior under conditions wet: under the conditions of standard ASTM C 473-84, the phenomena 2D8505. ~

creep are two times lower than those observed with the plates of cardboard plaster.

The fiber plasterboard according to the invention perfectly meets the requirements aesthetic namely:
- possibility of connecting two adjoining plates with joints ensuring perfect continuity of surfaces, - absence of deferred deflection in the ceiling, - possibility of renewing paint or wallpaper coatings o without damage to the plate and without risk of deterioration of the surface as in the case of conventional plasterboard (tearing of cardboard).

The present invention also relates to a manufacturing process in continuous said layer of fiber plaster, which can be used for the preparation of a plate plaster or a light and resistant prefabricated element, or other products incorporating fiber plaster. It consists of:
1 ~ mix a dilute suspension ~ e in water of cellulose fibers with semi-hydrated plaster and possible additions to a blender, and more particularly that used in the manufacturing facilities of traditional plasterboard, 2) spread the homogeneous paste obtained on a casting canvas in a thin layer mobile, bordered by watertight means, (such as mobile or fixed walls relative to the wall), 3) remove excess water by applying a vacuum, 2s 4) then wait for the semi-hydrated plaster to set.

The method according to the invention is characterized in that, at the end of step (2), as soon as the homogeneous dough is spread on the casting fabric and before the evacuation ~ ion of excess water, the fibers are preferably oriented in the longitudinal direction, 2Q ~ 58 thanks to the application of vibrations in the homogeneous paste of fiber plaster during its shearing by passage between fixed or movable walls, arranged vertically and in planes parallel to the plane containing the direction of travel of the canvas, without creating turbulent movements in the dough.
A variant may consist of the use of nonparallel vertical walls between them and forming converging in the direction of movement of the canvas casting.
It is also possible simultaneously during step (2), the orientation of the fibers and thin layer deposition on the casting fabric.
The method according to the invention is advantageous in that it also allows the formation of thin fibrous layers of the order of 2 mm or greater thickness of up to lS mm and this without discomfort for fiber orientation.
Another advantage of the process according to the invention is linked to its effectiveness for guide the cellulose fibers both in plaster-based pastes and in doughs containing other compounds with hydraulic properties such as cements.
The orientation seeks fibers which results in a notable increase mechanical properties of the plate in the longitudinal direction compared to those in the transverse direction was obtained with the fiber alignment devices combining a (or) system (s) generating laminar flows in the paste associated with a (or) system (s) simultaneously creating vibrations in the mass of dough.
It is known that, in the case of suspensions of very dilute fibers, of the order of 2s 0.1% by weight, the fibers can orient themselves in flows in the absence of vibration: this is the case when making paper. At this concentration, there is few interactions between the fibers which are therefore sufficiently distant from each other other.

2 ~ 05 ~

On the other hand, at higher fiber levels, of the order of 0.5% and more, the fibers are tangled together and form flocks. These flocs are not destroyed and the fibers are not dispersed during shearing of the suspension in flows.
s We have surprisingly highlighted that the combination of shear and vibration helps separate and orient the fibers. Now, this is in this area of concentration that this procedure ~ according to the invention is interesting (reduced filtration time, resulting in greater line speed, and quantities significantly lower recycled water).

According to a first embodiment of the method according to the invention, the vibrations applied in the homogeneous plaster paste fib ~ é are brought by the walls that we vibrate: to do this, we can vibrate all the walls or only a part of the walls provided that each fixed wall is framed by at least two vibrated walls.
According to a second embodiment of the method according to the invention, the vibrations applied in the homogeneous fiber plaster paste are brought about by means of a vibrated plane device, such as a vibrating sheet, arranged horizontally under the casting fabric, in line with the vertical walls. - ~ -According to a third embodiment of the pro ~ é according to the invention, the vibrations applied in the homogeneous fiber plaster paste are provided by a combination of the means constituting the first and second embodiments cited above.
Advantageously, the first embodiment of the method is implemented 2s by means of the following alignment devices: -- A first longitudinal alignment device is composed of a set vibrated with solidarity plates. These are mounted vertically and parallel to the direction of movement of the casting fabric, and located in 20 ~ 50 ~ &

downstream of the feed head and the means ensuring the adjustment of the ep user of the fiber layer.

^ A second fiber alignment device is made up of a set s vibrated with integral discs, in rotation, preferably in the direction of displacement of the casting fabric; in addition, these discs are mounted vertically and parallel to the direction of movement of the canvas casting and are located downstream from the feed head and means ensuring adjusting the thickness of the fiber layer. Advantageously, one can o modify the shear intensity of the fiber dough by varying the speed of rotation of these discs.

- A third fiber alignment device is made up of:
. of a vibrated set of integral discs, in rotation, preferably in the direction of movement of the casting fabric, mounted vertically and parallel to the direction of movement of the casting fabric, these disks ~ ~ located downstream of the supply head and means ensuring the adjustment of the thickness of the fiber layer, . and inserted between each disc, a vibrated set of pads integral, which are mounted vertically and parallel to the direction of the movement of the casting fabric, and located downstream of the head supply and means ensuring the adjustment of the thickness of the fibrous layer ~ e.
2s The best fiber orientation results have been obtained with the third device on condition of avoiding going into a flow regime turbulent.

20 ~ 5 ~ S ~

The preferred orientation of the fibers in the longitudinal direction of the plates, and the increase in mechanical characteristics in the longitudinal direction which results have been confirmed under the following varied operating conditions:
- homogeneous paste comprising plaster, fibers, water and possibly s traditional additives and ~ or cement such as Portland cement, - variation of the proportion of fibers contained in the homogeneous dough poured on the canvas which is advantageously between 5 and 15% by weight based on the total weight of the dry layer of hydrated and fiberized plaster.

o On the other hand, it has been observed that certain operating conditions may have a harmful effect on the longitudinal orientation of the fibers, and therefore lead to plates with equivalent mechanical characteristics in the directions transverse and longitudinal.
In this respect, the amplitude of the vibrations imposed on the homDgene paste must be 15controlled because too strong vibrations are not capable of directing longitudinally the fibers.

One of the major advantages of the process according to the invention resides in the fact which it allows to manufacture continuously and at high speed (which can be greater than 2060 m / min.) Plasterboard fiber in existing industrial chains of manufacture of traditional plates in which it will be necessary to modify only:
- the part used for the distribution of the homogeneous dough on the casting fabric by completing it with one of the alignment devices described above.
25- the part used for the evacuation of excess water. The collected water can be recycled and reused for pulping fibers.
An installation which is very suitable for the manufacture of plastered plasterboard is shown diagrammatically in FIG. 1.
This installation includes:

2 ~ 5 ~ 8 - a mixing tank (I) for defibering and suspending papers in the water, usually old newspapers, until a pulp ~ In this tank, pulps are prepared, preferably comprising from 1 to 2.75% by weight of fiber.
s - a determined quantity of this pulp is then conducted using a pump (2) suitable for transferring fluids loaded with solid into a mixer (3), simultaneously with a metered amount of plaster from the storage bin (4) and the usual additions such as COTTeCtion deprise agents.
0 When the intimate mixture of plaster, fibers and water is made, the paste homogeneous obtained is cast on a moving canvas ~ 6), through the head supply (5). The feed head (5) is designed to keep the homogeneity of the fiber dough and allow spreading at regular flow over the width of the casting fabric.
The feed head (S ~ is equipped with a vibrated plate (7) which ensures the adjustment of the thickness of the fiber layer. The fiber alignment device includes vibrated plates (8) and vibrating rotating discs (9), mounted vertically and parallel to the direction of movement of the casting fabric indicated by the arrows (10).
As can be seen more easily in Figure 2, the vibrations of the plate (7) are generated by a vibrator (11), for example a pneumatic or electric unbalance vibrator, in a direction almost vertical to the casting fabric (6). The role of the plate (7) is essentially to adjust the thickness of the layer.
fiber plaster. The small-scale vibration applied to it ensures its self-cleaning.
The pla ~ uettes (8) and the discs (~) are connected to a frame (12) which is itself subjected to a vibrator (13). For example, two vibrators can be used similar imbalances, but rotating in opposite directions at equal speed, which are mounted 2 ~

on the chassis (12) supporting the pads (8) and the discs (9), the chassis (12) itself resting on springs.
The rotation of the discs is obtained by a motor, for example at speed variable, not shown, which entr ~ a the hub (14) on which the discs are mounted ~ s and secured.
We choose for the pads (8) and the discs (9) a material that does not risk to deteriorate on contact with fiber plaster paste. As material, one can choose to stainless steel.
Depending on the structure of the fiber orientation device (for example, the 0 dimensions of pads (8) and / or discs (9), etc.), depending on the mode of operation of the orientation device (e.g. amplitude and frequency vibrations, the speed of rotation of the discs (9 ~, the speed of movement of the casting fabric (6), etc.) the spacing between two vertical walls, consisting either of two plates t8), or of two discs (9), or of a 5 succession of plates and discs, in order to obtain the desired orientation of the fibers.
The casting sheet (6) has movable rubber walls, fixed by relative to the canvas, to delimit the edges of the plate. Water suction in e ~ cès is carried out through the casting fabric (6) using the vacuum boxes (15) and 20 of an endless vacuum belt filter (16). The geometry of the band filter is neat so as to have good dimensional characteristics of the plates.
Downstream, the fiber plasterboard being formed is subjected to a calendering operation using the pressure cylinder device (17) provided for give a good condition to the upper surface of the plates. This calendering is therefore light 25 and does not allow the plates to be densified significantly.

After calendering, the setting of the plastered plasterboards continues on the strip transport.

2 ~ g5 ~ 58 To do this, the casting fabric (6) is connected downstream to a production line.
of plasterboard, not shown in Figure 1.
The edges of the plate can be formed by various means such as trowelling, roller systems, forming bands, etc.
The quality of the plate surface can be improved by light coating and even by means of a trowel, for example vibrating and / or sliding, with if necessary addition of a little water on the surface before the action of the trowel. The The plates are then introduced into a dryer and treated according to the methods usually used for cardboard plasterboard.
0 Other advantages and characteristics will appear in the examples which follow, given by way of illustration and without limitation of the invention.
The physical characteristics of the plates exemplified were obtained by the measurement methods described in the French standard approved NF P-72 302 of October 1981, modified in June 1985.

These tests were carried out in an industrial installation of the type of that shown in Figure 1, which, as appropriate, includes an alignment device shown schematically, in one of its configurations, in FIG. 2.
In the case of alignment devices n2 to 4, the vibration of the pads and / or discs is obtained by means of two similar imbalance vibrators, turning in the opposite direction ~ equal speed of 2700 rpm. at 50 Hz. The two vibrators are mounted on a steel frame supporting the pads and / or di ~ ues, this chassis itself rests on four compression springs with the ends close together flat, free length equal to 80 mm and stiffness equal to 1.210 daN / mm.
The different alignment devices tested are specified and referenced in the Table I below:

2 ~ 5 8 Reference Description of alignment device Example 1 This test was carried out without an orientation device (Witness) fibers.
.
Example 2 The orientation device is composed of a vibrated set of discs (9), rotating at a relative speed of 39 m / min. compared to the canvas casting (6), in the same direction as the canvas. The discs (9) have a diameter of 240 mm. They are es ~ acés between them of 1 cm.
Example 3 The orientation device is composed of a vibrated set of integral plates (8). The dimensions of the pads are as follows:
- a length of 40 cm - and a height greater than the thickness of the dough thin layer casting. The pads are spaced 1 cm apart.
. . .
Example 4 The alignment device is composed:
- a vibrated set of integral plates (8), identical to those used in Example 3, mounted downstream of the plate (7), - and inserted between each plate, a set vibrated with integral discs (9), identical to those used in Example 2. These disks are mounted downstream of the plate (7) and rotate at a relative speed of 39 mlmin. compared to the canvas casting, in the same direction as the canvas.
The spacing between a disc (9) and a wafer (8) is 4.65 mm.
_ From a pulp of the order of 1.7% by weight of cellulosic fibers, semi-hydrated plaster and water, a paste is prepared with an E / P ratio (weight of water s on plaster weight) equal to 0.9 and a fiber percentage of 15% by weight per relative to the weight of plaster, i.e. 11.5% relative to the total weight of the dry layer hydrated and fiberized, in an installation of the type presented in FIG. 1.
This paste is then transformed into plasterboards of fiber-reinforced plaster whose thickness is, 23 2 ~ 8 according to the example, between 4.5 mm and 8 mm. Excess water is sucked out gradually through the casting fabric. You can adjust the density dry fiber patch depending on the amount of water remaining in the fiber paste.

s The physical characteristics of the fiber plasterboard obtained are reported in the following Table II:

TABLE II

Report of Resistance to resistors N Fxample Mass the rupture in the rupture, volume Flexionsens long /
(g / cm3) Pa) SL / ST
1 0.83 SL = 7.061.0S
(Witness) ST = 6.72 2 0.85 ST = 6,081.32 3 0.82 SL = 7,221.55 ST = 4.63 4 0.85 SL = 9,351.58 _ ST = 5.92 0 SL = longitudinal direction ST = cross direction The devices of Examples 2, 3 and 4 with which the SL / ST ratios reach values greater than 1, allow the orientation of cellulosic fibers preferably in the long direction of the plates.
1 ~
Industrially, the orientation devices will preferably be selected fibers leading to SL / ST ratios greater than or equal to 1.5 and still preferably those leading to SL / ST ratios greater than or equal to 1.75.

If the vibrations imposed on the wafers in Example 4 are strong amplitude and generate turbulence in the dough, for example when the speed of the unbalance rotation of the two vibrators mounted on the chassis amounts to 3100 rpm., there is a very clear decrease in the longitudinal orientation of the fibers (SL / ST
s is then equal to 1.1) which is accompanied by a significant drop in resistance to flexural failure in the long direction (6.5 MPa).

EXAMPLES S to 7 o Examples 5 to 7 were carried out under the operating conditions of Example 4 with the differences given in the following Table m:

TABLE m . . . . ......... _ Example No. Modified operating conditions 5Speed of rotation of vibrated discs and identical direction of rotation ~ speed and in the direction of movement of the canvas casting.
,,. ~.
6 Relative disc rotation speed vibrated equal to 51 m / min. and rotation in the opposite direction to the direction of travel some cobweb.
..
7 Relative speed of disc rotation vibrated equal to 84 mlmin. and rotation in . the direction of movement of the canvas.
lS
The results of Examples 5, 6 and 7 are given in the following Table IV:

. ~ 5 ~ D ~ ~

TA ~ LEAU Iy Mass No. Resistance to Ratio of I'Example volumiquerupture en resistances à la bending rupture in bending . (MPa) long sense on l SL / ST
0.86 ST - 4 88 1.83 . . ... , 6 0.84 SL = 8.43 - 1.73 . ST = 4.86

7 0,83 ST--4,30 1,88 L'orientation moyenne des fibres dans le sens long des plaques est peu modifiée, dans les conditions de ces essais, lorsqu'on modifie la vitesse de rotation s relative des disques par rapport à la toile de coulée ou lorsqu'on inverse le sens de ~otation des disques.

Toutes conditions égales par ailleurs, si dans les exemples 5, 6 et 7, les disques tournants ne sont pas vibrés, on observe une diminution de l'orientation 0 préférentielle des fibres dans le sens longitudinal. Ceci se traduit par des rapports SL/ST inférieurs à 1,4 et généralement compris entre 1 et 1,2.

E~EMPLES 8 à 10 Les essais ont été réalisés dans les conditions opératoires de l'exemple 4, avecles différences suivantes:

- le pourcentage de fibres est de 9,42 % en poids par rapport au poids de plâtre, soit 7,5 % exprimé en pourcentage du poids total de la couche sèche hydratée et fibrée, 2~o~,~

- la`vitesse de rotation des disques vibrés et le sens de leur rotation imposés des exemples 8, 9, et 10, correspondent rigoureusement et respectivement aux conditions imposées aux disques vibrés et tournants dans les exemples 4, 5 et 6.

Les résultats des exemples 8 à 10 sont donnés dans le Tableau V suivant:

TABLEAU V

N de Masse Résistance à la Rapport des I'Exemple volumique rupture en résistances à la flexion lUflPtuxrionen (MPa) sens long sur ~ SL/ST
7 0.83 ST - 4.30 1.88 The average orientation of the fibers in the long direction of the plates is little modified, under the conditions of these tests, when the speed of rotation is modified s relative of the discs with respect to the casting fabric or when the direction of ~ otation of the discs.

All other conditions being equal, if in Examples 5, 6 and 7, the disks turns are not vibrated, there is a decrease in orientation 0 preferential fibers in the longitudinal direction. This results in reports SL / ST less than 1.4 and generally between 1 and 1.2.

E ~ EXAMPLES 8 to 10 The tests were carried out under the operating conditions of Example 4, with the following differences:

the percentage of fibers is 9.42% by weight relative to the weight of plaster, i.e. 7.5% expressed as a percentage of the total weight of the hydrated dry layer and fiber, 2 ~ o ~, ~

- the speed of rotation of the vibrated discs and the direction of their rotation imposed examples 8, 9, and 10, correspond strictly and respectively to the conditions imposed on vibrated and rotating discs in Examples 4, 5 and 6.

The results of Examples 8 to 10 are given in the following Table V:

TABLE V

Mass No. Resistance to Ratio of I'Example volumic rupture in resistance to bending lUflPtuxrionen (MPa) long sense over ~ SL / ST

8 0,91 SL = 7,81 1,g5 . ST--4,0U 8 0.91 SL = 7.81 1, g5 . ST - 4.0U

9 0,90 SL = 7,68 1,72 . . . ST = 4,60 . _.
0,88 SL = 7,58 1,97 . . . ST = 4,08 .

0 Si dans l'exemple 8, toutes conditions égales par ailleurs, on 61ève jusqu'à 3100 t/min. Ia vitesse de rotation des balourds des deux vibreurs montés sur le châssis, on obtient une plaque de plâtre fibré de masse volumique égale à 0,75, de résistance à
la rupture en flexion égale à 3,6 MPa dans ie sens long et à 3 MPa dans le sens travers correspondant à SL/ST égal à 1,21.
9 0.90 SL = 7.68 1.72 . . . ST = 4.60. _.
0.88 SL = 7.58 1.97 . . . ST = 4.08.

0 If in Example 8, all other conditions being equal, we raise to 3100 rpm. Ia unbalance speed of the two vibrators mounted on the chassis, we obtains a fiber-reinforced plasterboard with a density equal to 0.75, of resistance to the flexural rupture equal to 3.6 MPa in the long direction and to 3 MPa in the direction cross corresponding to SL / ST equal to 1.21.

Claims (20)

1/ Plaque de plâtre fibré, composée d'au moins une couche de plâtre, dans laquelle les fibres cellulosiques sont dispersées, éventuellement combinée avec d'autres couches de caractéristiques physico-chimiques identiques ou différentes, cette couche de plâtre fibré étant caractérisée en ce que sa masse volumique est modérée, même en l'absence de matières allégeantes et en ce que les fibres, dispersées dans ladite couche, sont préférentiellement orientéesselon la direction longitudinale de la plaque, de sorte que la résistance à la rupture en flexion de la couche dans le sens longitudinal soit supérieure à la résistance à la rupture en flexion de la couche dans le sens transversal. 1 / Fiber plasterboard, composed of at least one layer of plaster, in which the cellulose fibers are dispersed, possibly combined with other layers of identical physico-chemical characteristics or different, this fiber plaster layer being characterized in that its mass volume is moderate, even in the absence of allegantes and in this that the fibers, dispersed in said layer, are preferably oriented in the longitudinal direction of the plate, so that the resistance to flexural failure of the layer in the longitudinal direction is greater than the resistance to bending rupture of the layer in the transverse direction. 2/ Plaque de plâtre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la masse volumique de la couche de plâtre fibré est inférieure à 1g/cm3. 2 / plasterboard according to claim 1, characterized in that the mass volume of the fiber plaster layer is less than 1g / cm3. 3/ Plaque de plâtre selon la revendication 2, caractérisée en ce que la masse volumique de la couche de plâtre fibré est comprise entre 0,7 et 0,95 g/cm3. 3 / plasterboard according to claim 2, characterized in that the mass the volume of the fiber plaster layer is between 0.7 and 0.95 g / cm3. 4/ Plaque de plâtre selon la revendication 3, caractérisée en ce que la masse volumique de la couche de plâtre fibré est comprise entre 0,8 et 0,95 g/cm3. 4 / plasterboard according to claim 3, characterized in that the mass the volume of the fiber plaster layer is between 0.8 and 0.95 g / cm3. 5/ Plaque de plâtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la quantité de fibres cellulosiques dans la couche de plâtre fibré varie entre 5 et 15 %, rapporté au poids total de la couche sèche de plâtre hydraté etfibré. 5 / plasterboard according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the amount of cellulosic fibers in the fiber plaster layer varies between 5 and 15%, based on the total weight of the dry layer of hydrated and fiber plaster. 6/ Plaque de plâtre selon la revendication 5, caractérisée en ce que la quantité de fibres cellulosiques dans la couche de plâtre fibré varie entre 7 et 13 % , rapporté au poids total de la couche sèche de plâtre hydraté et fibré. 6 / plasterboard according to claim 5, characterized in that the amount of cellulosic fibers in the fiber plaster layer varies between 7 and 13%, based on the total weight of the dry layer of hydrated and fiberized plaster. 7/ Plaque de plâtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche de plâtre fibré est comprise entre 2 et 15 mm, et de préférence entre 5 et 10 mm. 7 / plasterboard according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the thickness of the fiber plaster layer is between 2 and 15 mm, and preferably between 5 and 10 mm. 8/ Plaque de plâtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la couche sèche de plâtre fibré comprend en outre d'autres fibres, à
la condition que ces fibres ne comportent pas d'élément nuisible à la prise du plâtre.
8 / plasterboard according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the dry layer of fiber-reinforced plaster additionally comprises other fibers, the condition that these fibers do not contain any element harmful to the setting of plaster.
9/ Plaque de plâtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la couche de plâtre fibré comprend en outre de l'amidon, de préférence à raison de 0,2 à 3 % rapporté au poids total de la couche sèche de plâtre hydraté et fibré. 9 / plasterboard according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the fiber plaster layer further comprises starch, preferably at a rate of 0.2 to 3% based on the total weight of the dry layer of hydrated and fiber plaster. 10/ Plaque de plâtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la couche de plâtre fibré comprend en outre du ciment à raison de 0,5 à 5 % rapporté au poids total de la couche sèche de plâtre hydraté et fibré. 10 / plasterboard according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the fiber-reinforced plaster layer also comprises cement at a rate of 0.5 to 5% based on the total weight of the dry layer of hydrated and fiberized plaster. 11/ Plaque de plâtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend au plus trois couches de plâtre fibré. 11 / plasterboard according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises at most three layers of fiber plaster. 12/ Procédé de fabrication en continu de la couche de plâtre fibré, employée pour fabriquer la plaque de plâtre conforme aux revendications 1 à 11, qui consiste à:
1) mélanger une suspension diluée dans l'eau de fibres cellulosiques avec du plâtre semi-hydrate et des ajouts éventuels dans un mélangeur;
2) étendre en couche mince la pâte homogène obtenue sur une toile de coulée mobile, bordée de parois mobiles ou fixes par rapport à la toile;

3) évacuer l'eau en excès par l'application d'un vide, 4) puis attendre la prise du plâtre semi-hydrate;
ce procédé étant caractérisé en ce que, à l'issue de l'étape (2), dès que la pâte homogène est étendue sur la toile de coulée et avant l'évacuation de l'eau en excès, on oriente préférentiellement selon le sens longitudinal les fibres, grâce à l'application de vibrations dans la pâte homogène de plâtre fibré lors de son cisaillement par passage entre des parois fixes ou mobiles, disposées verticalement et dans des plans parallèles contenant la direction du défilement de la toile de coulée, sans créer de mouvements turbulents dans la pâte.
12 / Process for the continuous manufacture of the fiber plaster layer, used for manufacturing the plasterboard according to Claims 1 to 11, which consists at:
1) mix a suspension diluted in water of cellulose fibers with semi-hydrated plaster and possible additions to a mixer;
2) spread the homogeneous paste obtained on a casting canvas in a thin layer movable, bordered by movable or fixed walls with respect to the fabric;

3) remove excess water by applying a vacuum, 4) then wait for the semi-hydrated plaster to set;
this process being characterized in that, at the end of step (2), as soon as the dough homogeneous is spread on the casting fabric and before the evacuation of the water in excess, the fibers are preferably oriented in the longitudinal direction, thanks to the application of vibrations in the homogeneous paste of fiber plaster during its shearing by passage between fixed or mobile walls, arranged vertically and in parallel planes containing the direction of travel of the casting fabric, without creating turbulent movements in the dough.
13/ Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les vibrations appliquées dans la pâte homogène de plâtre fibré sont apportées par l'ensemble des parois verticales ou une partie des parois verticales que l'on fait vibrer. 13 / A method according to claim 12, characterized in that the vibrations applied in the homogeneous fiber plaster paste are provided by the assembly vertical walls or part of the vertical walls that are vibrated. 14/ Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les vibrations appliquées dans la pâte homogène de plâtre fibré sont apportées au moyen d'un dispositif plan, vibré, disposé horizontalement sous la toile de coulée, au droit des parois verticales. 14 / A method according to claim 12, characterized in that the vibrations applied in the homogeneous pulp of plaster fiber are brought by means of a flat, vibrated device, placed horizontally under the casting fabric, at right vertical walls. 15/ Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les vibrations appliquées dans la plaque homogène de plâtre fibré sont apportées d'une part, au moyen de l'ensemble des parois verticales ou d'une partie des parois verticales que l'on fait vibrer et d'autre part, au moyen d'un dispositif plan, vibré, disposé horizontalement sous la toile de coulée, au droit des parois verticales. 15 / A method according to claim 12, characterized in that the vibrations applied in the homogeneous sheet of fiber plaster are brought on the one hand, by means of all the vertical walls or part of the walls vertical that we vibrate and on the other hand, by means of a planar device, vibrated, arranged horizontally under the casting fabric, in line with the walls vertical. 16/ Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'on oriente les fibres préférentiellement selon le sens longitudinal grâce à un dispositif d'alignementcomposé d'un ensemble vibré de plaquettes solidaires, qui sont montées verticalement et parallèlement à la direction du mouvement de la toile de coulée, et situées en aval de la tête d'alimentation et des moyens assurant le réglage de l'épaisseur de la couche fibrée. 16 / A method according to claim 13, characterized in that the fibers are oriented preferably in the longitudinal direction thanks to an alignment device composed of a vibrated set of integral plates, which are mounted vertically and parallel to the direction of movement of the canvas casting, and located downstream from the feed head and means ensuring the adjustment of the thickness of the fiber layer. 17/ Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'on oriente les fibres préférentiellement selon le sens longitudinal grâce à un dispositif d'alignementcomposé d'un ensemble vibré de disques solidaires, en rotation, de préférence dans le sens de déplacement de la toile de coulée, ces disques étant montés verticalement et parallèlement à la direction du déplacement de la toile de coulée et étant situés en aval de la tête d'alimentation et des moyens assurant le réglage de l'épaisseur de la couche fibrée. 17 / A method according to claim 13, characterized in that the fibers are oriented preferably in the longitudinal direction thanks to an alignment device composed of a vibrated set of integral discs, in rotation, preferably in the direction of movement of the casting fabric, these discs being mounted vertically and parallel to the direction of movement of the canvas casting and being located downstream of the supply head and means ensuring the adjustment of the thickness of the fiber layer. 18/ Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'on oriente les fibres préférentiellement selon le sens longitudinal grâce à un dispositif d'alignementcomposé:
. d'un ensemble vibré de disques solidaires, en rotation, qui sont montés verticalement et parallèlement à la direction du déplacement de la toile de coulée, ces disques étant situés en aval de la tête d'alimentation et des moyens assurant le réglage de l'épaisseur de la couche fibrée et tournant selon une direction parallèle au mouvement de la toile de coulée, . et intercalé entre chaque disque, d'un ensemble vibré de plaquettes solidaires, qui sont montées verticalement et parallèlement à la direction du mouvement de la toile de coulée, et situées en aval de la tête d'alimentation et des moyens assurant le réglage de l'épaisseur de la couche fibrée.
18 / A method according to claim 13, characterized in that the fibers are oriented preferably in the longitudinal direction thanks to a composed alignment device:
. of a vibrated set of integral discs, in rotation, which are mounted vertically and parallel to the direction of movement of the canvas casting, these discs being located downstream of the feed head and means ensuring the adjustment of the thickness of the fiber and rotating layer in a direction parallel to the movement of the casting fabric, . and inserted between each disc, a vibrated set of pads integral, which are mounted vertically and parallel to the direction of the movement of the casting fabric, and located downstream of the head supply and means ensuring the adjustment of the thickness of the fiber layer.
19/ Procédé de fabrication en continu de la couche de plâtre fibré, employée pour fabriquer la plaque de plâtre conforme aux revendications 1 à 11, qui consiste à:
1) mélanger une suspension diluée dans l'eau de fibres cellulosiques avec du plâtre semi-hydrate, et des ajouts éventuels dans un mélangeur;
2) étendre en couche mince la pâte homogène obtenue sur une toile de coulée mobile, bordée de parois mobiles et fixes par rapport à la toile;
3) évacuer l'eau en excès par l'application d'un vide;
4) puis attendre la prise du plâtre semi-hydrate;
ce procédé étant caractérisé en ce que, à l'issue de l'étape (2), dès que la pâte homogène est étendue sur la toile de coulée et avant l'évacuation de l'eau en excès, on oriente préférentiellement selon le sens longitudinal les fibres, grâce à l'application de vibrations dans la pâte homogène de plâtre fibré lors de son cisaillement par passage entre des parois verticales qui sont convergentes entreelles dans le sens de déplacement de la toile de coulée.
19 / Process for the continuous manufacture of the fiber plaster layer, used for manufacturing the plasterboard according to Claims 1 to 11, which consists at:
1) mix a suspension diluted in water of cellulose fibers with semi-hydrated plaster, and possible additions in a mixer;
2) spread the homogeneous paste obtained on a casting canvas in a thin layer movable, bordered by movable and fixed walls with respect to the canvas;
3) remove excess water by applying a vacuum;
4) then wait for the semi-hydrated plaster to set;
this process being characterized in that, at the end of step (2), as soon as the dough homogeneous is spread on the casting fabric and before the evacuation of the water in excess, the fibers are preferably oriented in the longitudinal direction, thanks to the application of vibrations in the homogeneous paste of fiber plaster during its shearing by passage between vertical walls which converge with one another in the direction of movement of the casting fabric.
20/ Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 19, pour l'orientation des fibres d'une couche fibrée, préférentiellement selon une direction longitudinale, cette couche pouvant servir seule ou en combinaison avec d'autres couches de caractéristiques physico-chimiques identiques ou différentes à la préparation d'une plaque de plâtre fibré ou d'un élément préfabriqué ou d'autres produits incorporant une couche de plâtre fibré. 20 / Application of the method according to any one of Claims 10 to 19, for the orientation of the fibers of a fiber layer, preferably according to a longitudinal direction, this layer can be used alone or in combination with other layers of identical physico-chemical characteristics or different to the preparation of a fiber plasterboard or an element prefabricated or other products incorporating a layer of fiber plaster.
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