Способ диспергирования в воде прежелатинизированного крахмала при производстве гипсовых изделий
Изобретение относится к составу суспензии, содержащей штукатурный гипс, и к способу изготовления гипсовых изделий, в том числе гипсокартонной стеновой плиты, с ее использованием. Технический результат - уменьшение плотности. Суспензия для изготовления гипсокартонной стеновой плиты, имеющей затвердевшую гипсовую сердцевину, содержит штукатурный гипс и предварительно диспергированный в воде прежелатинизированный крахмал, где прежелатинизированный крахмал имеет распределение частиц по размерам в следующем интервале: d(0,1): приблизительно 20 мкм - 35 мкм, d(0,5): приблизительно 60 мкм - 110 мкм, d(0,9): приблизительно 100 мкм - 220 мкм. Способ изготовления гипсокартонной стеновой плиты включает диспергирование указанного прежелатинизированного крахмала в воде с получением дисперсии, введение штукатурного гипса в смеситель, снабженный форсунками, подающими воду в смеситель, и инжекцию полученной дисперсии в воду, подаваемую в смеситель, для полного диспергирования крахмала в полученной суспензии, нанесение полученной суспензии на первый обшивочный лист, размещение второго обшивочного листа на нанесенной суспензии с образованием гипсокартонной стеновой плиты, разрезание ее после того, как содержащая штукатурный гипс суспензия приобретет необходимую прочность. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 2 н. 14 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Настоящее изобретение относится к способу предварительного диспергирования прежелатинизированного крахмала в воде и добавления дисперсии крахмала к гипсосодержащим суспензиям. Способ можно использовать для получения гипсосодержащих изделий, включая гипсокартонные стеновые плиты с повышенной прочностью и сниженной массой.
Определенные свойства гипса (дигидрата сульфата кальция) обуславливают его большую популярность при изготовлении промышленных и строительных изделий, в частности гипсовых стеновых плит. Гипс представляет собой имеющееся в избытке и обычно недорогое сырье, которое посредством процесса дегидратации (или обжига) и повторной гидратации можно отливать, прессовать или каким-либо другим образом формовать, придавая ему необходимую форму. Базовый материал, из которого получают гипсокартонные стеновые плиты и другие гипсовые изделия, представляет собой полугидрат сульфата кальция (CaSO4·1/2H2O), который обычно называют "штукатурным гипсом" и получают при нагревании дигидрата сульфата кальция (CaSO4·2Н2O), из которого удалено 11/2 молекулы воды. После повторной гидратации полугидрат растворяется, кристаллы гипса выпадают в осадок, и кристаллическая масса застывает и становится твердой, что дает затвердевший гипсовый материал.
Для того чтобы получить гипсосодержащие изделия, обычно готовят гипсосодержащие суспензии. Гипсосодержащие суспензии могут содержать штукатурный гипс и воду, а также другие известные компоненты и добавки, такие как, например, крахмал, диспергирующие агенты, ускорители, связующие, стекловолокно, бумажные волокна и т.д.
Известно, что крахмал представляет собой хорошее связующее для кристаллов гипса в затвердевшем гипсовом сердечнике и может повышать прочность плит. Кроме того, крахмал может служить для создания оптимальной границы раздела между затвердевшим гипсовым сердечником и обшивочным листом в готовой стеновой плите.
В данной области техники известно использование тонкоизмельченного прежелатинизированного кукурузного крахмала (например, такого, в котором >99% частиц проходят через сито с ячейкой 100 меш) в гипсосодержащих суспензиях. Однако тонкоизмельченный крахмал образует мелкую пыль, с которой трудно работать. Другая проблема состоит в том, что тонкоизмельченный крахмал может потребовать дополнительного количества технологической воды. Например, один фунт (0,454 кг) сухого тонкоизмельченного крахмала может увеличить потребность в воде на примерно 49 г/м2 (10 фунтов/1000 футов2).
Крупнозернистый крахмал, который представляет собой крахмал с частицами большего размера, можно использовать в гипсосодержащих суспензиях, так как он меньше пылит и с ним легче обращаться. Кроме того, крахмал с частицами большего размера требует меньше воды для суспензии. Однако вследствие большего размера частиц крупнозернистый крахмал трудно полностью диспергировать в гипсовой суспензии при помощи стандартного способа получения суспензии из сухого вещества, такого как способ с очень коротким периодом перемешивания с водой и штукатурным гипсом при помощи смесителя для плит (board mixer), где время контакта типично составляет менее одной секунды. Если найти способ эффективного использования прежелатинизированного крахмала с частицами большего размера, то можно было бы уменьшить количество используемой воды и снизить расходы. Кроме того, использование прежелатинизированного крахмала с частицами большего размера может увеличить прочность плит и таким образом внести полезный вклад в данную область техники.
В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение включает содержащую штукатурный гипс суспензию, предназначенную для изготовления гипсокартонных стеновых плит, имеющих затвердевший гипсовый сердечник, где суспензия включает штукатурный гипс и предварительно диспергированный в воде прежелатинизированный крахмал. Прежелатинизированный крахмал имеет распределение частиц по размерам в следующем диапазоне:
d(0,1): примерно 20 мкм - 35 мкм,
d(0,5): примерно 60 мкм - 110 мкм,
d(0,9): примерно 100 мкм - 220 мкм.
В составе суспензии используют также и другие традиционные компоненты, включая, в случае необходимости, диспергирующие агенты (такие как нафталинсульфонаты), придающие прочность добавки (такие как триметафосфаты), ускорители, связующие, бумажные волокна, стекловолокно и другие известные компоненты. Для уменьшения плотности получаемой гипсокартонной стеновой плиты можно вводить мыльную пену.
В другом варианте осуществления изобретение включает способ изготовления гипсокартонной стеновой плиты путем приготовления содержащей штукатурный гипс суспензии, включающей воду, штукатурный гипс и прежелатинизированный крахмал, где прежелатинизированный крахмал предварительно диспергируют в воде. Прежелатинизированный крахмал имеет распределение частиц по размерам в следующем интервале:
d(0,1): примерно 20 мкм - 35 мкм,
d(0,5): примерно 60 мкм - 110 мкм,
d(0,9): примерно 100 мкм - 220 мкм.
После предварительного диспергирования прежелатинизированного крахмала в воде дисперсию прежелатинизированного крахмала добавляют к содержащей штукатурный гипс суспензии. Образующуюся суспензию, содержащую крахмал и штукатурный гипс, наносят на первый бумажный обшивочный лист, и на нанесенную суспензию помещают второй бумажный обшивочный лист, чтобы получить гипсокартонную стеновую плиту. Гипсокартонную стеновую плиту обрезают после того, как гипсосодержащая суспензия застынет до состояния, достаточного для разрезания, а полученную гипсокартонную стеновую плиту высушивают. В составе суспензии используют также и другие традиционные компоненты, включая, в случае необходимости, диспергирующие агенты (такие как нафталинсульфонаты), придающие прочность добавки (такие как триметафосфаты), ускорители, связующие, бумажные волокна, стекловолокно и другие известные компоненты. Для уменьшения плотности получаемой гипсокартонной стеновой плиты можно вводить мыльную пену.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой график, показывающий распределение частиц по размерам и интегральное распределение двух репрезентативных образцов прежелатинизированного кукурузного крахмала в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения.
В настоящем изобретении неожиданно было обнаружено, что гипсокартонные стеновые плиты можно получать, используя прежелатинизированный кукурузный крахмал, измельченный до частиц с размерами в определенных интервалах, затем предварительно диспергированный в воде и добавленный в суспензию, содержащую штукатурный гипс. Для этой цели можно использовать любое стандартное промышленное оборудование для измельчения. Измельчение можно осуществить с использованием, например, просеивателя.
Распределение частиц прежелатинизированного кукурузного крахмала по размерам (РЧР) является ключевым признаком данного изобретения; оно должно находится в следующем диапазоне:
d(0,1): примерно 20 мкм - 35 мкм,
d(0,5): примерно 60 мкм - 110 мкм,
d(0,9): примерно 100 мкм - 220 мкм.
Как показано на Фиг.1, диапазон размеров частиц можно определить, например, на анализаторе размера частиц "Sympatec" (методика лазерной дифракции), производимый "Sympatec Gmbh" (Clausthal-Zellerfeld, Германия), или на другом имеющемся в продаже измерительном приборе.
Вышеприведенные значения представляют собой объемные проценты, т.е. d(0,1) указывает, что 10% от общего объема частиц имеют диаметр менее или равный приблизительно 20 мкм - 35 мкм, тогда как оставшиеся 90% имеют диаметр более 20 мкм - 35 мкм; d(0,5) указывает, что 50% от общего объема частиц имеют диаметр менее или равный приблизительно 60 мкм - 110 мкм, тогда как оставшиеся 50% имеют диаметр более 60 мкм - 110 мкм; и d(0,9) указывает, что 90% от общего объема частиц имеют диаметр менее или равный приблизительно 100 мкм - 220 мкм, тогда как оставшиеся 10% имеют диаметр более 100 мкм - 220 мкм.
Один из предпочтительных видов прежелатинизированного кукурузного крахмала имеет следующее распределение частиц по размерам (РЧР): d(0,1): 25 мкм, d(0,5): 80 мкм, d(0,9): 150 мкм. Другой, более предпочтительный, вид прежелатинизированного кукурузного крахмала имеет следующее РЧР: d(0,1): 20 мкм, d(0,5): 60 мкм, d(0,9): 100 мкм.
Различные виды крахмала, включая, в частности, прежелатинизированный кукурузный крахмал, нужно использовать в содержащих штукатурный гипс суспензиях, приготовленных в соответствии с предлагаемым в настоящем изобретении. Предпочтительный вид прежелатинизированного крахмала представляет собой прежелатинизированную кукурузную муку, например, прежелатинизированная кукурузная мука, выпускаемая "Bunge" (Сент-Луис, штат Миссури) и имеющая следующий типичный состав: влага 7,5%; белки 8,0%; жиры 0,5%; сырая клетчатка 0,5%; зольность 0,3%; имеющая прочность в сыром состоянии 3,3 кПа (0,48 фунт/кв. дюйм) и насыпную плотность без утруски 0,56 г/см3 (35,0 фунт/куб, фут). Прежелатинизированный кукурузный крахмал можно использовать в количестве вплоть до 10 мас.% по отношению к массе сухого штукатурного гипса, используемого в содержащей штукатурный гипс суспензии.
Другие пригодные виды крахмала включают прежелатинизированный рисовый крахмал и прежелатинизированный пшеничный крахмал, но не ограничены ими.
Соотношение вода/штукатурный гипс (в/шг), или "СВШГ" является важным параметром, так как избыточная влага должна в конечном счете быть удалена при нагревании, что неэкономично и дорого вследствие высокой стоимости топлива, используемого для нагревания. Преимуществом является использование малого количества технологической воды, а следовательно, малая величина СВШГ. В вариантах осуществления настоящего изобретения СВШГ может составлять от 0,3 до приблизительно 1,5, в зависимости от количества используемого крахмала и характеристик штукатурного гипса (размер и форма частиц). В предпочтительном варианте осуществления СВШГ может составлять от приблизительно 0,3 до приблизительно 1,2, что указывает на значительно более низкую потребность в воде.
В настоящем изобретении возможно использование нафталинсульфонатов в качестве диспергирующих агентов, включая полинафталинсульфоновую кислоту и ее соли (полинафталинсульфонаты) и производные, которые представляют собой продукты конденсации нафталинсульфоновых кислот и формальдегида. Особенно подходящие полинафталинсульфонаты включают нафталинсульфонаты натрия и кальция. Средняя молекулярная масса нафталинсульфонатов может составлять приблизительно от 3000 до 20000, хотя предпочтительно, чтобы молекулярная масса составляла приблизительно от 8000 до 10000. Диспергирующие агенты с большей молекулярной массой имеют более высокую вязкость и требуют большего количества воды при приготовлении композиции. Пригодные нафталинсульфонаты включают LOMAR D, выпускаемый Henkel Corporation, DILOFLO, производимый GEO Specialty Chemicals и DAXAD, выпускаемый Hampshire Chemical Corp., Лексингтон, штат Массачусетс. Предпочтительно использовать нафталинсульфонаты в форме водного раствора, например, с концентрацией примерно 40-45 мас.% твердых веществ.
Пригодные для использования в данном изобретении полинафталинсульфаты имеют структуру следующего общего вида (I):
где n>2, а М представляет собой натрий, калий, кальций и т.п. Например, нафталинсульфоновый диспергирующий агент в водном растворе с концентрацией приблизительно 45 мас.%, можно использовать в интервале от приблизительно 0,5% до приблизительно 2,5 мас.% от массы сухого штукатурного гипса при приготовлении гипсовой композиции. Предпочтительная концентрация нафталинсульфонового диспергирующего агента составляет от приблизительно 0,7% до приблизительно 1,5 мас.% от массы сухого штукатурного гипса, а наиболее предпочтительная концентрация нафталинсульфонового диспергирующего агента составляет от приблизительно 0,7% до приблизительно 1,2 мас.% от массы сухого штукатурного гипса.
При реализации различных вариантов настоящего изобретения возможно использование метафосфатов и полифосфатов в качестве добавок, придающих прочность. Согласно настоящему изобретению можно использовать любой подходящий водорастворимый метафосфат или полифосфат. Предпочтительно использование соли триметафосфата, включая двойные соли, то есть соли триметафосфата с двумя катионами. Особенно подходят соли триметафосфата, включающие триметафосфат натрия, триметафосфат калия, триметафосфат кальция, триметафосфат натрия и кальция, триметафосфат лития, триметафосфат аммония и т.п., или их сочетания. Предпочтительной солью триметафосфата является триметафосфат натрия. Предпочтительно использовать соль триметафосфата в виде водного раствора с концентрацией, например, приблизительно 10-15% от массы твердых веществ. Можно также использовать и другие циклические или ациклические полифосфаты, как это описано в патенте США №6409825, включенном сюда путем ссылки.
Триметафосфат натрия представляет собой известную упрочняющую добавку к гипсосодержащим композициям, хотя его обычно используют при концентрации от приблизительно 0,05% до приблизительно 0,08 мас.% от массы сухого штукатурного гипса, используемого при приготовлении гипсовой суспензии. В вариантах осуществления настоящего изобретения триметафосфат натрия (или другой водорастворимый метафосфат или полифосфат) может присутствовать в концентрации от приблизительно 0,12% до приблизительно 0,4 мас.% от массы сухого штукатурного гипса, используемого при приготовлении гипсовой композиции. Предпочтительная концентрация триметафосфата натрия (или другого водорастворимого метафосфата или полифосфата) составляет от приблизительно 0,12% до приблизительно 0,3 мас.% от массы сухого штукатурного гипса, используемого при приготовлении гипсовой композиции.
В вариантах осуществления настоящего изобретения можно использовать бумажные волокна. Подходящим типом бумажных волокон являются беленые или небеленые чистые бумажные волокна. Можно использовать и другие целлюлозные волокнистые материалы, по отдельности или в сочетании с бумажными волокнами.
В предлагаемых гипсосодержащих композициях можно использовать ускорители, например ускоритель твердения влажного гипса (УТВГ), как это описано в патенте США №6409825, включенном сюда путем ссылки. Одну из подходящих термостойких ускорителей (ТСУ) можно получить путем сухого измельчения природного гипса (дигидрат сульфата кальция). Для получения такой ТСУ можно использовать небольшие количества добавок (в норме приблизительно 5 мас.%), таких как сахар, декстроза, борная кислота и крахмал. В настоящее время предпочитают сахар и декстрозу. Другим подходящим ускорителем является климатоустойчивый ускоритель (КУ), как описано в патенте США №3573947, включенном сюда путем ссылки.
Гипсокартонная стеновая плита, изготовленная в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, включает обшивочные листы или поверхностные листы, между которыми находится затвердевший гипсовый сердечник, полученный из гипсосодержащей суспензии. Согласно изобретению, гипсосодержащие суспензии могут включать прежелатинизированный кукурузный крахмал с размерами частиц, как описано выше. Затвердевший гипсосодержащий материал сердечника находится между двумя по существу параллельными обшивочными листами, например бумажными обшивочными листами. В данной области техники известны различные типы бумажных обшивочных листов, и все эти типы бумажных обшивочных листов можно использовать в настоящем изобретении. Можно использовать в том числе и обшивочные листы, включающие маты из стекловолокна или полимерных волокон.
Предварительно диспергированный прежелатинизированный кукурузный крахмал можно добавлять в любой момент в процессе перемешивания, в ходе которого получают гипсосодержащую суспензию. Предпочтительно добавлять предварительно диспергированный прежелатинизированный кукурузный крахмал следующим образом: предварительно диспергированный в воде прежелатинизированный кукурузный крахмал вводят в смеситель для штукатурного гипса, например, на расстоянии приблизительно 25,4 см (10 дюймов) от имеющихся водяных форсунок.
Предварительно подготовленная дисперсия прежелатинизированного крахмала может содержать приблизительно 10 мас.% крахмала в воде. Для того чтобы получить необходимый раствор крахмала, предпочтительно, чтобы температура воды, используемой для диспергирования и растворения сухого прежелатинизированного крахмала, состоящего из крупных частиц, была выше приблизительно 12,8°С (55°F). Можно использовать Rotosolver® Disperser, производства Admix, Манчестер, штат Нью-Гэмпшир, способствующее устранению комков в 10%-ной предварительно перемешанной суспензии прежелатинизированного кукурузного крахмала. Для окончательного тонкого измельчения и растворения можно использовать Boston Shearpump®, производства Admix, Манчестер, штат Нью-Гэмпшир, сразу вслед за введением предварительно диспергированного крахмала.
При применении настоящего изобретения для предварительного диспергирования прежелатинизированного крахмала, имеющего такое РЧР, как описано выше, при изготовлении гипсосодержащих суспензий, потребность в воде увеличивается только на приблизительно 30-34 г/м2 (6-7 фунтов/1000 футов2), и в то же время достигается максимум усиления прочности и связывания. Таким образом, потребность в воде уменьшается по сравнению с уровнем приблизительно равным 49 г/м2 (10 фунтов/1000 футов2), что приводит к снижению расходов. Кроме того, массу гипсокартонной стеновой плиты толщиной 1,27 см (1/2 дюйма), изготовленной с использованием этих составов, можно уменьшить на приблизительно 17,87-26,8 г/м2 (100-150 фунтов/1000 футов2), вне зависимости от того, диспергирован ли крахмал или нет.
Следующие примеры дополнительно иллюстрируют данное изобретение. Их никоим образом не следует толковать в качестве ограничивающих объем настоящего изобретения.
ПРИМЕР 1
Испытательный состав гипсовой суспензии, содержащей предварительно диспергированный в воде крахмал
Испытательный состав гипсосодержащей суспензии показан ниже в Табл.1. Значения в Табл.1 выражены в массовых процентах по отношению к массе сухого штукатурного гипса. Значения в скобках представляют собой сухую массу в г/фунтах (г/ 92,9 м2 (фунт/1000 футов2)).
| ТАБЛИЦА 1 | |
| Компонент | Состав А, мас.% (кг/ фунты) |
| Штукатурный гипс, кг/92,9 м2 (фунтов/1000 футов2) | 100(537,96/1186) |
| Прежелатинизированный кукурузный крахмал | 0,84(4,54/10) |
| Триметафосфат натрия | 0,17 (0,90/1,99) |
| Диспергирующий агент (нафталинсульфонат) | 0,30 (1,63/3,6) |
| Термостойкий ускоритель (ТСУ) | 0,78 (4,22/9,3) |
| Бумажные волокна | 0,34 (1,81/4,0) |
| Мыло* | 0,02 (0,12/0,27) |
| Всего воды, кг (фунты) | 441,35 (973) |
| Соотношение вода/штукатурный гипс | 0,82 |
| * используют для предварительного создания пены |
ПРИМЕР 2
Получение гипсокартонной стеновой плиты с использованием предварительно диспергированного крахмала
Были получены пробные гипсокартонные стеновые плиты, в которых использовали описанный в примере 1 состав А гипсовой суспензии, в соответствии с патентами США №№6342284 и 6632550, включенными сюда путем ссылки, за исключением того, что прежелатинизированный кукурузный крахмал был предварительно диспергирован в воде при 21,11°С (70°F) в количестве 10 мас.%. Предварительно диспергированный (влажный) прежелатинизированный кукурузный крахмал (водную дисперсию) добавляли следующим образом: предварительно диспергированный в воде прежелатинизированный кукурузный крахмал вводили в смеситель для штукатурного гипса на расстоянии приблизительно 25,4 см (10 дюймов) от имеющихся водяных форсунок. Это включает отдельное создание пены и введение пены в суспензию, содержащую другие компоненты, как описано в примере 5 этих патентов.
Полученная гипсокартонная стеновая плита имела сухую массу 7,35 кг/м2 (1501 фунтов/1000 футов2) и сопротивление вытягиванию гвоздя 39 кг (86,0 фунтов), как отражено ниже в Таблице 2.
ПРИМЕР 3
Сравнение гипсокартонных стеновых плит толщиной 1,27 см (1/2 дюйма), полученных с использованием предварительно диспергированного (влажного) прежелатинизированного кукурузного крахмала и сухого
прежелатинизированного кукурузного крахмала В соответствии с примером 2 были получены испытательные гипсокартонные стеновые плиты (т.е. ВЛАЖНЫЙ состав А) и проведено сравнение с СУХИМ составом А (с использованием нормального сухого прежелатинизированного кукурузного крахмала) и с контрольным составом. Крахмал, который использовали в суспензии СУХОГО состава А и в контрольной суспензии, не был предварительно диспергирован.
| ТАБЛИЦА 2 | |||
| Компонент тестового состава | Контрольная плита | Плита СУХОГО состава А | Плита ВЛАЖНОГО1 Состава А |
| Сухой штукатурный гипс, кг/м2 (фунтов/1000 футов2) | 6,186 | 5,780 | 5,800 |
| (1265) | (1182) | (1186) | |
| Прежелатинизированный, кг/м2 кукурузный крахмал (фунтов/1000 футов2) | - | 0,0489 | 0,0489 |
| (10,0) | (10,0)1 | ||
| Обычный крахмал, кг/м2 (фунтов/1000 футов2) | 0,0279 | - | -. |
| (5,7) | |||
| Диспергирующий агент (нафталинсульфонат), кг/м2 (фунтов/1000 футов2) | 0,0196 | 0,0319 | 0,0319 |
| (4,0) | (8,0) | (8,0) | |
| Триметафосфат натрия, кг/м2 (фунтов/1000 футов2) | 0,00318 | 0,00978 | 0,00978 |
| (0,65) | (2,0) | (2,0) | |
| Результаты испытаний | |||
| Масса сухой плиты, кг/м2 (фунтов/1000 футов2) | 7,863 | 7,335 | 7,339 |
| (1608) | (1500) | (1501) | |
| Сопротивление вытягиванию гвоздя, кг (фунты)* | 37,50 | 36,77 | 39,04 |
| (82,6) | (81,0) | (86,0) | |
| Нагрузка сцепления после увлажнения течение 3 часов соединение3), среднее, кг (фунты) | 6,719 | 7,037 | 6,719 |
| (14,8) | (15,5) | (14,8) | |
| Разрушение сцепления после увлажнения в течение 3 часов соединения3,4, % | 0,0 | 1,8 | 6,7 |
| Нагрузка сцепления после увлажнения течение 16 часов соединение3), среднее, кг (фунты) | 7,536 | 7,900 | 8,308 |
| (16,6) | (17,4) | (18,3) | |
| Разрушение сцепления после увлажнения в течение 16 часов соединения3,4, % | 0,0 | 1,8 | 4,9 |
| Твердость кромки, кг (фунты) | 19,9-25,9 | 12,7-16,8 | 17,3-21,3 |
| (44-57) | (28-37) | (38-47) | |
| Твердость сердечника, кг (фунты) | 8,81 | 7,95 | 3,77 |
| (19,4) | (17,5) | (18,3) | |
| Сопротивление изгибу (НО), кг (фунты) | 23,7 | 23,8 | 23,2 |
| (52,3) | (52,5) | (51,2) | |
| Сопротивление изгибу (ПН), кг (фунты) | 67,24 | 68,10 | 68,28 |
| (148,1) | (150,0) | (150,4) | |
| 1 Крахмал, предварительно диспергированный в воде, 10 мас.% | |||
| 2 45% водный раствор | |||
| 3 Относительная влажность 90% при 32,2°С (90°F) | |||
| 4 Следует понимать, что при этих условиях испытания приемлемые величины разрушения, выраженные в процентах, составляют <50% | |||
| * Стандарт Американского общества по испытанию материалов (ASTM): 35 кг (77 фунтов) | |||
| НО - в направлении обработки | |||
| ПН - в поперечном направлении |
Испытания на сопротивление вытягиванию гвоздя, твердость кромки и сердечника, а также на сопротивление изгибу были выполнены в соответствии со стандартом Американского общества по испытанию материалов (ASTM) С-473. Кроме того, следует отметить, что типичная гипсокартонная стеновая плита имеет толщину 1,27 см (1/2 дюйма) и массу приблизительно от 7,824 до 8,802 кг/м2 (от 1600 до 1800 фунтов/1000 футов2).
Как показано в Таблице 2, стеновые плиты, полученные с использованием суспензии состава А, как ВЛАЖНЫЕ, так и СУХИЕ, показывают снижение массы более чем на 0,489 кг/ м2 (100 фунтов/1000 футов2). Более того, результаты испытания демонстрируют, что плиты ВЛАЖНОГО состава А, полученные с использованием предварительно диспергированного крахмала, проявили лучшие характеристики, чем плиты СУХОГО состава А, в частности, в отношении сопротивления вытягиванию гвоздя.
Все ссылки, включая публикации, патентные заявки и патенты, указанные здесь, включены в данное описание путем ссылки в такой же мере, как если бы по поводу каждой из ссылок было индивидуально и особо оговорено, что она включена путем ссылки и изложена здесь целиком.
Упоминание объекта в единственном числе (особенно в контексте нижеследующей формулы изобретения) следует толковать в качестве относящегося как к одному объекту, так и ко множеству таких объектов, если это не обозначено здесь иным образом или же этому не противоречит контекст. Указание интервалов величин здесь применяют, чтобы кратким образом ссылаться индивидуально на каждую отдельную величину, попадающую в этот интервал, если здесь не указано иначе, и каждая отдельная величина включена в описание, как если бы она была индивидуально указана в нем. Все описанные здесь способы можно осуществлять в любом подходящем порядке, если это не указано здесь иначе или если этому в явном виде не противоречит контекст. Использование любого из и всех примеров, или же иллюстративных выражений (например, "такой как"), которое встречается здесь, предназначено просто для лучшего разъяснения настоящего изобретения и не ограничивает объем данного изобретения, если не утверждается иного. Любые формулировки, используемые в описании, не следует понимать таким образом, что какой-либо признак, не указанный в формуле изобретения, является существенным для реализации изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления этого изобретения описаны здесь, включая и лучший вариант осуществления изобретения, известный заявителям. Следует понимать, что описанные варианты осуществления изобретения приведены лишь в качестве примеров, и их не стоит воспринимать в качестве огранивающих объем данного изобретения.
1. Содержащая штукатурный гипс суспензия для изготовления гипсокартонной стеновой плиты, имеющей затвердевшую гипсовую сердцевину, причем указанная суспензия включает штукатурный гипс и предварительно диспергированный в воде прежелатинизированный крахмал, где прежелатинизированный крахмал имеет распределение частиц по размерам в следующем интервале:
d(0,1): приблизительно 20 мкм - 35 мкм,
d(0,5): приблизительно 60 мкм - 110 мкм,
d(0,9): приблизительно 100 мкм - 220 мкм.
2. Содержащая штукатурный гипс суспензия по п.1, где прежелатинизированный крахмал имеет следующее распределение частиц по размерам: d(0,1): приблизительно 25 мкм, d(0,5): приблизительно 80 мкм, d(0,9): приблизительно 150 мкм.
3. Содержащая штукатурный гипс суспензия по п.1, где прежелатинизированный крахмал имеет следующее распределение частиц по размерам: d(0,1): приблизительно 20 мкм, d(0,5): приблизительно 60 мкм, (1(0,9):
приблизительно 100 мкм.
4. Содержащая штукатурный гипс суспензия по п.1, дополнительно включающая триметафосфат натрия.
5. Содержащая штукатурный гипс суспензия по п.1, дополнительно включающая нафталинсульфоновый диспергирующий агент.
6. Содержащая штукатурный гипс суспензия по п.1, где соотношение вода/штукатурный гипс составляет от приблизительно 0,3 до приблизительно 1,5.
7. Содержащая штукатурный гипс суспензия по п.1, где прежелатинизированный крахмал присутствует в количестве до приблизительно 10 мас.% по отношению к массе штукатурного гипса.
8. Способ изготовления гипсокартонной стеновой плиты, включающий следующие стадии:
(a) обеспечение прежелатинизированного кукурузного крахмала в форме, в которой он имеет распределение частиц по размерам в следующем интервале:
d(0,1): приблизительно 20 мкм - 35 мкм,
d(0,5): приблизительно 60 мкм - 110 мкм,
d(0,9): приблизительно 100 мкм - 220 мкм;
(b) диспергирование прежелатинизированного кукурузного крахмала в воде с получением дисперсии прежелатинизированного кукурузного крахмала;
(c) введение штукатурного гипса в смеситель, снабженный форсунками, подающими воду в смеситель, и инжекцию дисперсии, включающей прежелатинизированный кукурузный крахмал, в воду, подаваемую в смеситель, для полного диспергирования крахмала в полученной суспензии, содержащей штукатурный гипс;
(d) нанесение суспензии, содержащей полностью диспергированный крахмал, на первый обшивочный лист;
(e) размещение второго обшивочного листа на нанесенной суспензии с образованием гипсокартонной стеновой плиты;
(f) разрезание гипсокартонной стеновой плиты после того, как содержащая штукатурный гипс суспензия достаточно затвердеет для осуществления этой операции, и
(g) сушку гипсокартонной стеновой плиты.
9. Способ по п.8, в котором в смеситель вводят триметафосфат натрия в количестве от приблизительно 0,12% до приблизительно 0,4 мас.% от массы штукатурного гипса и 45 мас.% водного раствора нафталинсульфонового диспергирующего агента так, чтобы указанный диспергирующий агент присутствовал в количестве от приблизительно 0,5% до приблизительно 2,5 мас.% от массы штукатурного гипса.
10. Способ по п.8, где первый обшивочный лист и второй обшивочный лист изготовлены из бумаги.
11. Способ по п.8, где прежелатинизированный кукурузный крахмал представляет собой дисперсию приблизительно 10 мас.% крахмала в воде.
12. Способ по п.8, где прежелатинизированный кукурузный крахмал присутствует в количестве приблизительно 10 мас.% от массы штукатурного гипса.
13. Способ по п.8, где прежелатинизированный кукурузный крахмал имеет следующее распределение частиц по размерам: d(0,1): приблизительно 20 мкм, d(0,5): приблизительно 80 мкм, d(09): приблизительно 150 мкм.
14. Способ по п.8, где прежелатинизированный крахмал имеет следующее распределение частиц по размерам: d(0,1): приблизительно 20 мкм, d(0,5): приблизительно 60 мкм, d(0,9): приблизительно 100 мкм.
15. Способ по п.8, в котором дисперсию прежелатинизированного кукурузного крахмала вводят в смеситель вблизи форсунок, подающих в смеситель воду.
16. Способ по п.8, в котором прежелатинизированный кукурузный крахмал диспергируют в воде при температуре выше приблизительно 12,8°С (55°F).
