[发明专利]石膏墙板以及相关的方法和浆料

说明书

公开了一种石膏板，其包含布置于两块覆盖片材之间的凝固的石膏芯。凝固的石膏芯由包含灰泥、水以及至少一种预胶凝淀粉的浆料形成，如根据本文所述的VMA方法所测量，所述预胶凝淀粉具有约20厘泊至约300厘泊的粘度。淀粉按灰泥的重量计以大于10％的量存在。在优选的实施例中，板甚至在较低的密度(例如约31磅/立方英尺或更小)下也具有良好的强度特性。还公开了一种制造石膏墙板的相关方法和浆料。

与相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2016年6月17日提交的美国专利申请第15/186,147号的权益，其通过引用并入本文。

背景技术

淀粉一般含有两种类型的多糖(直链淀粉和支链淀粉)，并归类为碳水化合物。一些淀粉被预胶凝化，通常通过热处理预胶凝化。通常，预胶凝淀粉可与冷水形成分散剂、糊剂或凝胶。

预胶凝淀粉的一种用途是制备石膏墙板。在板的制造过程中，将灰泥(即硫酸钙半水合物形式和/或硫酸钙硬石膏形式的煅烧石膏)、水、淀粉以及其它适当的成分混合，通常在如本领域中所使用的术语销式混合器中混合。形成浆料并从混合器排放到移动的带有覆盖片材的输送带上，所述覆盖片材具有施加的(通常在混合器上游)一层撇渣面层(如果存在的话)。将浆料散布在纸上(纸上任选地包括撇渣面层)。将具有或不具有撇渣面层的另一张覆盖片材施加到浆料上，在(例如)成形板等的帮助下形成具有期望厚度的夹层结构。

将混合物流延并让其硬化，通过煅烧石膏与水的反应形成结晶水合石膏(即硫酸钙二水合物)的基质，从而形成凝固的(即再水合的)石膏。所期望的煅烧石膏的水合使得形成凝固石膏晶体的联锁基质，从而赋予产物的石膏结构强度。需要加热(例如在窑中)将剩余的游离(即未反应的)水除去，得到干燥产物。

通常，预胶凝淀粉增加了过程中的需水量。为了抵偿需水量并在制造过程中具有足够的流动性，必须向灰泥浆料中添加水物质。该过量的水会在制造中导致低效率，包括干燥时间增长、生产线速度减慢以及能量消耗更高。已经证明很难降低系统中的水的量而又不影响商业产品的其它关键方面，包括板的重量和强度。

另一个困难是在保持强度的同时降低石膏板的重量。板的强度的一个量度是″钉拉阻力″，有时简单称作″钉拉力″。为了降低板的重量，可向浆料中引入发泡剂，在最终产物中形成气隙。在石膏板外壳中将实体替换为空气会降低重量，但是该实体的损失也会导致强度较低。抵偿该强度的损失是本领域中降低重量的尝试的主要障碍。

应理解，发明人之所以创建该背景描述是为了帮助读者，不应理解为对现有技术的参考，也不是表明所指出的任何问题本身已经被现有技术所知晓。尽管所描述的原理在一些方面和实施例中可缓和其它系统中固有的问题，但应理解，所保护的创新的范围由所附权利要求书界定，而不是由要求保护的本发明解决本文指出的任何特定的问题的能力来界定。

发明内容

在一个方面，本公开提供了一种板(例如石膏墙板)，其包含布置于两块覆盖片材之间的凝固的石膏芯。凝固的石膏芯由包含灰泥、水以及至少一种预胶凝淀粉的浆料形成，如根据本文所述的VMA方法所测量，所述预胶凝淀粉具有约20厘泊至约300厘泊的粘度。淀粉按灰泥的重量计以大于10％的量存在。在优选的实施例中，板甚至在较低的密度(例如约31磅/立方英尺或更小)下也具有良好的强度特性。例如，在半英寸(约1.3厘米)的厚度下，板优选满足以下中的至少一个：至少约170磅/平方英寸的抗压强度、至少约65磅(约29千克)的钉拉阻力、至少约11磅(约5千克)的平均芯硬度、机器方向至少约36磅(约16千克)的平均挠曲强度和/或机器横向约107磅(约48.5千克)的平均挠曲强度或者本文所述的其它强度特性。钉拉阻力、芯硬度以及挠曲强度按照ASTM标准C473-10的方法B测定。