JP7170659B2 - 石膏プラスターボード - Google Patents

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Description

本発明は、石膏プラスターボード、石膏プラスターボードの使用、乾式壁構造、および石膏プラスターボードを固定するための方法に関する。特に、本発明は、取り付け機能が強化された重いまたは高い密度のプラスターボードに関する。
乾式壁構造における高い密度および／または硬質プラスターボードは、構造が非常に強くなければならないかまたは良好な音響効果を提供しなければならない場合に通常使用される。壁構造の防音性能は、構造の質量の増加と共に増加するので、これらの応用にはきわめて高い密度のプラスターボードが好ましい。しかしながら、非常に高い密度のプラスターボードは、特にそれらのねじ取り付け機能に関して、劣った作業性を示すという欠点を有する。プラスターボードにおける取り付け手段のための穴は事前に穿孔されなければならず、そしてプラスターボード材料はドリルの縁で欠損しがちである。
ねじ頭部は上部表面の材料に容易には入り込まず、それらが入り込むとボード材料を膨張させ、ねじ頭部の周りに突出した環状壁を形成する。この環状壁は手作業で研磨されなければならないか、または壁の高品質な表面を達成するためにねじ頭部の組み込みを可能にする追加のくぼみが提供されなければならない。１つの壁を固定するには何十本ものねじを使用する必要があることを考慮すると、これは大変な労力である。
さらに、高密度のプラスターボードのねじ込みは、ねじを簡単に巻き取るために多くの力を必要とするため、プラスターボードをスタッドにねじ込むときには特別な注意を払う必要がある。
本発明の目的は、支持構造への確実な固定を可能にする石膏プラスターボードを提案することにある。さらに、石膏プラスターボードの対応する使用、対応する石膏プラスターボードシステム、および石膏プラスターボードを固定する対応する方法が提案されるものとする。この目的は、添付の特許請求の範囲の主題によって達成される。
本発明によれば、石膏プラスターボードは、特に第１の密度、第１の硬度および第１の厚さを有する１つの上部石膏層と、第２の密度、第２の硬度および第２の厚さを有する下部石膏層とを少なくとも含み、ここで、第１の密度は第２の密度より低く、および／または、ここで、第１の硬度は第２の硬度より低く、および、ここで、第１の厚さは好ましくは第２の厚さより小さい。
本発明の核となる態様は、石膏プラスターボードの確実な固定を達成することができるように比較的低い密度および／または硬度を具備する上部石膏層が提供されることである。特に、本発明者らは、固定手段（ねじまたは釘など）の頭部が比較的硬質の石膏プラスターボードおよび／または高密度の石膏ボードの表面に押し付けられるときに、起こり得る欠点があることを見出した。特に、固定手段（特にねじ）の頭部が石膏プラスターボードに入り込まないことで、固定手段（特にねじ）がグリップなしで動く（回転する）可能性がある。
これは、比較的高い（表面）硬度のために、固定手段（ねじ）の頭部とボード表面との間の接触の瞬間における（金属）プロファイル（プロファイル金属シート）のバック座屈効果（back buckling effect）によって特に引き起こされ得る。他方では、固定手段（特にねじまたは釘）の頭部が石膏プラスターボードに入り込むことも可能である。しかしながら、比較的高い（粗）密度のために、石膏材料は頭部の周りで膨張する。しかしながら、そのような膨張は、石膏プラスターボード表面の滑らかさを低下させ、それ故、審美的および技術的理由からも不利である（例えば、滑らかな表面が重要である所にプラスターボードの応用が望まれる場合）。そのような問題を回避するために、比較的低い密度および／または硬度を具備する石膏ボードを使用することが考慮され得る。
しかしながら、その場合、（特定の応用のために）石膏プラスターボードは比較的厚くなければならないか、または石膏プラスターボードの（例えば引き抜きのための）耐荷性能に関する重大な欠点がある。他方、本発明による石膏プラスターボードが提供される場合、比較的低い密度および／または硬度を具備する上部石膏層が提供され、固定手段（ねじまたは釘など）の頭部は、石膏プラスターボードに滑らかに入り込むことができる。また、第２の下部石膏層が提供されているので、追加的に、比較的高い耐荷性能（引き抜きのための）を達成することができる。本質的に、良好な耐荷性能を具備する信頼性のある薄いプラスターボードを提供することが可能である。
用語「硬度」は、特に、DIN EN 520:2009-12の5.12（条件：４０℃）による耐衝撃性（または表面硬度またはドイツ語：Oberflaechenhaerte）を意味する。
上部石膏層は、特にプラスターボードの見える側上に配置された層である。したがって、下部石膏層は、特にプラスターボードの（上部石膏層に対して）裏側に配置される。見える側は、裏側のフェーサー（紙）層より高い坪量（面積密度）を有するフェーサー（紙）層を含むことができる（好ましくは少なくとも１．０５倍、さらに好ましくは少なくとも１．２倍高い）。
上部および／または下部石膏層は、均質な材料から（すなわち、１つの均質な石膏材料の層として）形成されるのが好ましい。しかしながら、上部および／または下部石膏層が２以上の石膏層を含有することも可能である。そのような場合、密度と硬度のパラメータは、平均密度と平均硬度として理解されるべきである。平均は、加重算術平均（平均値）として計算されるべきであり、ここで、重み係数は、それぞれの上部層および／または下部層の全体の厚さに対する単一層の厚さの比によって規定される。
例えば、下部層がそれぞれ１ｍｍまたは２ｍｍの厚さを有する２つの単層からなる場合、加重算術平均は、（１／３＊１つの単層の密度）＋（２／３＊他の単層の密度）である。いずれにせよ、石膏プラスターボードは、上部および下部石膏層に追加的に、第３の石膏層を含むことが可能である。しかしながら、石膏プラスターボードは、上部および下部石膏層（このような場合には均質な材料層で形成されていてもよい）のみを含むことが好ましい。
好ましくは、第２の厚さに対する第１の厚さの比は、１：１．０５より小さい、さらに好ましくは１：２より小さい、さらに好ましくは１：４より小さい。さらに、第２の厚さに対する第１の厚さの比は、１：５０より大きく、好ましくは１：２０より大きく、さらに好ましくは１：１０より大きくてもよい。一般に、石膏プラスターボードの全厚の主要部分は、比較的高密度および／または硬度を具備する下部石膏層によって提供されるべきである。特に、比較的薄い上部石膏層を提供することは、固定手段（ねじまたは釘など）の頭部を滑らかに受け入れるのに十分である。
第１の厚さは、好ましくは０．５ｍｍより大きく、さらに好ましくは０．７ｍｍより大きく、さらにより好ましくは１．０ｍｍより大きく、さらにより好ましくは２．０ｍｍより大きい。さらに、第１の厚さは、１０．０ｍｍより小さく、さらに好ましくは５．０ｍｍより小さく、さらにより好ましくは４．０ｍｍより小さくでもよい。この場合もやはり、第１の厚さが比較的小さい（しかし固定手段の頭部を滑らかに受け入れるのに十分である）ことは重要である。
第１の密度は、好ましくは８８０ｋｇ／ｍ３以下、さらに好ましくは８００ｋｇ／ｍ３以下、さらにより好ましくは７２０ｋｇ／ｍ３より小さい。さらに、第２の密度は、８５０ｋｇ／ｍ３より大きく、好ましくは８８０ｋｇ／ｍ３より大きく、さらに好ましくは９２０ｋｇ／ｍ３より大きく、さらに好ましくは１０００ｋｇ／ｍ３より大きくてもよい。第２の密度に対する第１の密度の比は、０．９より小さく、好ましくは０．７５より小さく、さらにより好ましくは０．７０より小さくてもよい。
DIN EN 520:2009－12による第１の硬度は、好ましくは＞１３ｍｍまたは≧１４ｍｍおよび／または１５ｍｍ以下である。第２の硬度は、好ましくは≦１２ｍｍまたは≦１３ｍｍである。
第２の密度に対する第１の密度の比は、好ましくは≦１．３または≦１．４および／または≧１．１または≧１．２である。「硬度」は、EN 520:2009-12の5.12（条件：４０℃）による耐衝撃性（または表面硬度またはドイツ語：Oberflaechenhaerte）によって規定される。
上部および下部石膏層は同じ材料で形成されてもよい。用語「同じ材料」は、特に、上部および下部石膏層が同じ化合物を含有することを意味する。しかしながら、好ましくは、用語「同じ材料」は、同じ相対的割合を有する同じ化合物が使用されることを意味する。
好ましくは、第１の石膏層の細孔容積は、第２の石膏層の細孔容積と比較して異なり、特にそれより大きい。そのような場合、石膏プラスターボードを製造するためのコストを削減することができる（同様のまたは同じ石膏スラリーを使用することができるため）。他方で、特に異なる発泡剤または異なる量の同じ発泡剤を介して異なる細孔容積を規定することによって、比較的大きな細孔容積を具備する上部石膏層を提供することができ、その結果、固定手段の頭部は滑らかに上部石膏層に入り込むことができる。
第１および第２の石膏スラリーについては、同じ成分および／または添加剤を、好ましくは同様の量で使用することができる。
第１および第２の石膏層の硬度および／または密度の異なる値は、異なる発泡剤によって、および／または、異なる量の（特に同じ）発泡剤によって、および／または、異なるポリマー添加剤によって、および／または、異なる量の（特に同じ）ポリマー添加剤によって、および／または、異なる消泡剤によって、および／または、異なる量の（特に同じ）消泡剤によって、および／または、異なる繊維添加剤によって、および／または、異なる量の（特に同じ）繊維添加剤によって、および／または、異なる硬化剤によって、および／または、異なる量の（特に同じ）硬化剤によって、および／または、異なる結晶化剤によって、および／または、異なる量の（特に同じ）結晶化剤によって、達成されてもよい。
好ましくは、プラスターボードはフェーサー（facer）で被覆されている。
第１のフェーサー層（例えば紙層）を上部石膏層上に（直接）提供することができる。代替的に、または追加的に、第２のフェーサー層を下部石膏層（または下部石膏層より下の第３の石膏層）上に（直接）提供することができる。特に、第１のフェーサー層を上部石膏層上に提供し、対応する（第２の）フェーサー層を他方の面に設けないようにすることが可能である。第１のフェーサー層と上部石膏層との間、および／または、第２のフェーサー層および／または下部石膏層の間に、接合層（例えば接着剤層またはスキムコート（skim coat））を提供することができる。上部石膏層が石膏プラスターボード全体の外側表面を規定することも可能である（特に第１のフェーサー層が提供されていない場合）。第１のフェーサー層が提供される場合、上部石膏層が、かかる第１のフェーサー層に直接隣接していることが好ましい（場合によってはその間に接合層のみを具備する）。
さらに、下部石膏層が上部石膏層と直接隣接（接触）していることが好ましい。
本発明の別の態様によれば、乾式壁構造のための、特に説明済みの種類の石膏プラスターボードの使用が提案され、石膏プラスターボードは、第１の密度、第１の硬度、第１の厚さを有する上部石膏層と、第２の密度、第２の硬度および第２の厚さを有する下部石膏層とを含み、ここで、第１の密度は第２の密度より低く、および／または、ここで、第１の硬度は第２の硬度より低く、ここで、第１の厚さは好ましくは第２の厚さより小さく、ここで、上部石膏層は、プラスターボードの見える側に配置され、および／または固定手段（ねじまたは釘など）の頭部は、上部石膏層上に配置される。
本発明の別の態様によれば、乾式壁構造（石膏プラスターボードシステム）が提案され、特に説明済みの種類の少なくとも１つの石膏プラスターボードと、少なくとも１つのスタッドとを含み、少なくとも１つのプラスターボードは、少なくとも１つのスタッドに取り付けられているかまたは取り付け可能であり、プラスターボードは、第１の密度、第１の硬度および第１の厚さを有する上部石膏層と、第２の密度、第２の硬度および第２の厚さを有する下部石膏層とを少なくとも含み、ここで、第１の密度は第２の密度より低く、および／または、第１の硬度は第２の硬度より低く、ここで、第１の厚さは第２の厚さより小さく、および、ここで、上部石膏層は、スタッドに装着されたときに、プラスターボードの見える面に隣接するかまたは見える面を提供する。頭部（ねじまたは釘など）を具備する少なくとも１つの固定手段が提供されてもよく、頭部部分は、上部石膏層上に配置されてもよい。スタッドは金属製、特に鋼製であってもよい。
乾式壁構造は、固定手段（ねじまたは釘）の反対側の端部を受けるために頭部部分の反対側に配置することができる金属シート要素、特に鋼製シート要素などのシート要素をさらに含むことができる。金属シート要素はスタッドであり得る。
本発明のさらなる態様によれば、特に説明済みの種類の石膏プラスターボードを固定する方法が提供され、プラスターボードは、第１の密度、第１の硬度および第１の厚さを有する上部石膏層と、第２の密度、第２の硬度および第２の厚さを有する下部石膏層とを少なくとも含み、ここで、第１の密度は第２の密度より低く、および／または、ここで、第１の硬度は第２の硬度より低く、ここで、第１の厚さは好ましくは第２の厚さより小さく、ここで、プラスターボードは、ねじまたは釘などの頭部部分を含む少なくとも１つの固定手段を介して固定され、固定手段は、上部層（上部石膏層側）に隣接する見える面から石膏プラスターボードに挿入される。
好ましくは、第１の石膏層を形成するための第１の石膏スラリー中の発泡剤の割合は、第２の石膏層を形成するための第２の石膏スラリー中の発泡剤の割合より高く、ここで、石膏スラリーは、発泡剤の割合を除いて、少なくとも実質的に同一であることが好ましい。代替的に、または追加的に、第１の石膏層を形成するための第１の石膏スラリー中の第１の発泡剤は、第２の石膏スラリーを形成するための第２の石膏スラリー中の第２の発泡剤とは異なり得る（特に、第１の石膏スラリーによって製造された石膏層の細孔容積が、第２の石膏スラリーによって形成された石膏層の細孔容積よりも小さくなるように）。「同一の」石膏スラリーという用語は、好ましくは、石膏スラリーの化合物が同一であることを意味する。特に、用語「同一の石膏スラリー」は、化合物の割合（発泡剤を除く）も同じであることを意味する。
２以上の石膏層がある場合、上部（最上部）石膏層の密度および／または硬度は、他のすべての石膏層の厚さおよび／または硬度より低いことが好ましい。
第１の石膏層は、第２の石膏層を含む第２の石膏ボードがその上に配置される（接合される）か、または、第２の石膏層を調製するためのスラリーがその上に塗布される、第１の石膏ボードによって提供されてもよい。一般に、第２の石膏層は、第１の石膏層を提供する既存の石膏ボード上に第２の石膏層を適用することによって提供されてもよい。このプロセスは、個々のボードの製造プロセスまたはプロセス（複数）から完全に分離されている場合がある。それは異なる製造元によってさえ実行されるかもしれない。
添付の図面は本発明をより詳細に説明する。
図１は、従来技術による石膏プラスターボードシステムの概略断面図を示す。図２は、ねじが挿入された図１の石膏プラスターボードシステムを示す。 図３は、先行技術による石膏プラスターボードのさらなる例の概略断面図を示す。図４は、図３のプラスターボードシステムにねじを挿入したときに得られる第１の構造を示す。図５は、図３のプラスターボードシステムにねじを挿入したときに得られる第２の可能性を示す。 図６は、本発明による石膏プラスターボードシステムの概略断面図を示す。図７は、ねじが挿入された図６の石膏プラスターボードシステムを示す。 図８は、本発明と比較した、先行技術による石膏プラスターボードシステムの概略断面図を示す。 図９は、本発明と図８と同様の従来技術とのさらなる比較を示す。
図１は、従来技術の一例による石膏プラスターボードシステムを示す。この場合、石膏プラスターボードシステムは、例えば８００ｋｇ／ｍ３未満の粗密度を有する石膏プラスターボード１０（標準石膏ボード）、ねじ１１、および固定プロファイル要素１２（例えば、金属製、特に鋼製スタッド）を備えている。図２は、ねじ１１が挿入された図１のシステムを示す。ねじ１１の頭部１３の周りの部分は圧縮されて圧縮部分１４が形成される。
図３は、従来技術による石膏プラスターボードシステムの別の例を示す。図１および２（標準の比較的軟質の石膏ボードを示す）とは対照的に、図３の石膏プラスターボード１１は比較的硬質または高い密度（例えば１０００ｋｇ／ｍ３以上）である。図４に見られるように、ねじ１１を挿入するとき、ねじ頭部と石膏プラスターボード１０のボード表面１５とが互いに接触したときに、固定プロファイル要素のバック座屈効果がある。
さらに、ねじ頭部は石膏プラスターボード１０に入り込まず、ねじ１１はグリップなしで回転する。
図５は、図３による石膏プラスターボードを提供するときに、ねじ１１のねじ頭部１３が石膏プラスターボード１０に入り込む場合を示す。この場合、（ねじ頭部がボードの表面に入り込むことが許容されるので）固定プロファイル要素のグリップは十分なままであるが、石膏プラスターボードの石膏は、その高い密度のために（多かれ少なかれ）非圧縮性であるので、石膏は頭部１３の周りで膨張する。
図６は、本発明によるプラスターボードシステムを示す。そこでは、石膏プラスターボード１０は、上部石膏層１６と下部石膏層１７とを含む。さらに、図１～図５による従来技術に示されているように、ねじ１１および固定プロファイル要素１２が設けられている。上部石膏層１６は、８００ｋｇ／ｍ３未満の（粗）密度を有する。下部石膏層１７は、１０００ｋｇ／ｍ３以上の（粗）密度を有する。
図７から分かるように、ボード表面１５に近い石膏は、圧縮部分１４において圧縮され、ねじ頭部１３は石膏プラスターボード１０に入り込む。特に、ねじ頭部１３はボード表面に面一に嵌合する。さらに、（硬質）下部石膏層１７のため（そしてまた圧縮部分１４のために）、固定プロファイル要素に良好なグリップがある。
図８は、従来技術による比較的軟質の石膏プラスターボードを具備するプラスターボードシステム（図８の左側部分）と、従来技術による比較的硬質の石膏プラスターボードを具備する石膏プラスターボードシステム（図８、中央部分）と、本発明による多層石膏プラスターボードを具備する石膏プラスターボードシステム（図８、右部分）との間の比較を示す。図８による全ての石膏プラスターボードシステムにおいて、壁プラグ１９は対応するねじ１１を保持する。矢印２０によって指示されるように、図８の左側部分における石膏プラスターボードシステムに対する（引き抜きのための）耐荷性能は、中間部分および右側部分に対するものより実質的に小さい。特に、壁プラグのグリップは（本発明によれば、図８の右側部分においても）少なくとも実質的に下部石膏層内に位置しているので、図８の中央部分による例と、図８の右側部分による本発明の実施形態との間に（実質的な）違いはない。
図９は、従来技術の第１の例（図９の左側部分）による、従来技術の第２の例（図９、中央部分）による、および本発明（図９の右側部分）によるプラスターボードシステムを示す。図から分かるように、ねじ１１の引き抜きのための耐荷性能は、図９の左側部分において、図９の中央部分（従来技術）および図９の右側部分（本発明）より実質的に小さい。さらに、図９の右側部分（本発明）では、（ねじ１１の引き抜きのための）耐荷性能は、図９の中央部分による従来技術の例よりほんのわずかに小さい。これは、比較的厚い下部石膏層に対する比較的薄い上部石膏層に起因する。ねじ１１のねじ山部分が下部石膏層にのみ配置される場合、（実質的な）違いはないであろう。
１０ 石膏プラスターボード
１１ ねじ
１２ 固定プロファイル要素
１３ ねじ頭部
１４ 圧縮部分
１５ ボード表面
１６ 上部石膏層
１７ 下部石膏層
１９ 壁プラグ
２０ 矢印

Claims (13)

  1. 第１の密度、第１の硬度および第１の厚さを有する上部石膏層（１６）と、第２の密度、第２の硬度および第２の厚さを有する下部石膏層（１７）とを少なくとも含み、（ａ）ここで、第１の密度は第２の密度より低く、および／または、ここで、第１の硬度は第２の硬度より低く；（ｂ）ここで、第１の厚さは第２の厚さより小さく；および、（ｃ）少なくとも一つの最も表面側の石膏層は上部石膏層（１６）である、石膏プラスターボード（１０）であって、上部石膏層（１６）が、該石膏プラスターボード（１０）に入り込む固定手段の頭部によって圧縮可能であるように構成されている、前記石膏プラスターボード（１０）。
  2. 第２の厚さに対する第１の厚さの比が、（第１の厚さ／第２の厚さ）＜１／１．０５である、および／または、（第１の厚さ／第２の厚さ）＞１／５０である、請求項１に記載の石膏プラスターボード（１０）。
  3. 第１の厚さが、０．５ｍｍより大きい、および／または５．０ｍｍより小さいことを特徴とする、請求項１または２に記載の石膏プラスターボード（１０）。
  4. 第１の密度が≦８８０ｋｇ／ｍ３である、および／または第２の密度が≧８８０ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の石膏プラスターボード（１０）。
  5. 第１の密度が≦８００ｋｇ／ｍ３である、および／または第２の密度が≧１０００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする、請求項４に記載の石膏プラスターボード（１０）。
  6. 第２の密度に対する第１の密度の比が≦０．９であることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の石膏プラスターボード（１０）。
  7. DIN EN 520:2009-12の5.12に記載された表面硬度の決定のための試験による硬度で表すとき、上部石膏層単独の第１の硬度が＞１３ｍｍである、および／または下部石膏層単独の第２の硬度が≦１２ｍｍであることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の石膏プラスターボード（１０）。
  8. DIN EN 520:2009-12の5.12に記載された表面硬度の決定のための試験による硬度で表すとき、下部石膏層単独の第２の硬度に対する上部石膏層単独の第１の硬度の比が≦１．３であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の石膏プラスターボード（１０）。
  9. 上部および下部石膏層が、細孔容積によって区別され、上部石膏層の細孔容積が下部石膏層の細孔容積より大きいことを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の石膏プラスターボード（１０）。
  10. プラスターボードが、フェーサーで覆われていることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の石膏プラスターボード（１０）。
  11. 乾式壁構造のための、請求項１～１０のいずれか一項に記載の石膏プラスターボード（１０）の使用であって、（ａ）上部石膏層は、プラスターボード（１０）の、壁の表面として見える側に配置される、および／または、（ｂ）ねじ（１１）または釘の形態の固定手段の頭部部分（１３）が、上部石膏層上に配置される、前記使用。
  12. 乾式壁構造であって、請求項１～１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの石膏プラスターボード（１０）と、少なくとも１つのスタッドとを含み、少なくとも１つのプラスターボードは、少なくとも１つのスタッドに取り付けられているかまたは取り付け可能であり、および、ここで、上部石膏層は、スタッドに装着されたときに、プラスターボードの見える面に隣接するかまたは見える面を提供し、ここで、見える面とは、壁の表面として見える面である、前記乾式壁構造。
  13. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の石膏プラスターボード（１０）を固定する方法であって、プラスターボード（１０）は、少なくとも１つの、頭部部分（１３）を有するねじ（１１）または釘の形態の固定手段を介して固定され、固定手段は、石膏プラスターボード（１０）の上部層（１６）側から石膏プラスターボード（１０）に挿入される、前記方法。
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