МНОГОСЛОЙНЫЙ ГИПСОКАРТОННЫЙ ЛИСТ, СОПУТСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ И СУСПЕНЗИИ Российский патент 2024 года по МПК C04B41/48 C04B28/14 B32B7/02 B32B13/08 E04C2/04 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Затвердевший гипс является широко известным материалом, который используется во многих изделиях, в том числе панелях и других изделиях для строительства и реконструкции. Одна из таких панелей (часто именуемая гипсокартонным листом) выполнена в форме сердцевины из затвердевшего гипса, расположенной между двумя покровными листами (например, плита, оклеенная бумагой) и, как правило, используется для обшивки гипсокартоном внутренних стен и потолков зданий. Один или более плотных слоев, часто именуемых «накрывочными слоями», могут содержаться с обеих сторон сердцевины, как правило, на границе раздела бумаги и сердцевины.

[0002] Гипс (дигидрат сульфата кальция) встречается в природе, и его можно добывать в виде породы. Он также может быть синтетическим (в данной области техники такой тип именуется «сингпом»), полученным в виде побочного продукта промышленных процессов, например, десульфуризации дымовых газов. Гипс любого происхождения (природный или синтетический) может быть обожжен при высокой температуре с образованием штукатурного гипса (то есть обожженного гипса в форме полугидрата сульфата кальция и/или ангидрита сульфата кальция), а затем регидратирован для образования затвердевающего гипса целевой формы (например, в виде листа). В процессе изготовления листа, штукатурный гипс, воду и другие необходимые ингредиенты смешивают, как правило, в лопастном смесителе (в данном документе этот термин используется в значении, обычном для данной области техники). Образуется суспензия, которую выгружают из смесителя на движущийся транспортер, несущий покровный лист с одним из уже нанесенных (зачастую, перед смесителем) накрывочных слоев (если они есть). Суспензия распределяется по бумаге (с необязательно нанесенным на бумагу накрывочным слоем). Для формирования сэндвич-структуры целевой толщины на суспензию наносят другой покровный лист с накрывочным слоем или без него, с помощью, например, формующей пластины или аналогичного приспособления. Смесь отливают и дают ей возможность затвердеть с образованием отвержденного (т.е. регидратированного) гипса посредством реакции обожженного гипса с водой, с образованием матрицы кристаллического гидратированного гипса (т.е. дигидрата сульфата кальция). Именно такая желательная гидратация обожженного гипса дает возможность формировать матрицу из переплетенных отвержденных кристаллов гипса, тем самым придавая прочность гипсовой структуре в изделии. Для удаления оставшейся свободной (т.е., непрореагировавшей) воды и получения сухого изделия, требуется нагрев (например, в сушильной печи).

[0003] Избыток воды, который отводят, олицетворяет неэкономичность системы. Для удаления воды требуется затрата энергии, при этом технологический процесс производства замедляется для обеспечения возможности этапа сушки. Однако, уменьшение количества воды в системе без ущерба для других важных аспектов гипсокартонного листа, например, коммерчески доступного гипсокартонного изделия, включая массу и прочность листа, оказалось очень трудным.

[0004] Еще одной задачей является снижение массы гипсокартонного листа при сохранении прочности. Одним из показателей прочности листа является «сопротивление выдергиванию гвоздей», иногда именуемое просто «выдергиванием гвоздей». Для уменьшения массы листа в суспензию можно вводить вспенивающий агент, чтобы в конечном продукте образовались воздушные пустоты. Замена твердой массы воздухом в каркасе гипсокартонного листа снижает массу, но эта потеря твердой массы также может привести к снижению прочности. Компенсация потери прочности является серьезным препятствием для усилий по снижению массы в данной области техники.

[0005] Один из методов изготовления гипсокартонного листа с хорошей прочностью является использование нескольких гипсовых слоев в листе. Этот метод не является полностью удовлетворительным, потому что, если суспензия сердцевину листа распределять по вторичной суспензии до того, как вторичная суспензия затвердеет или схватится, вторичная суспензия может подвергаться вымыванию, так что вторичный гипсовый слой, прилегающий к сердцевине листа, в конечном гипсокартонном изделии будет неоднородным.

[0006] Следует понимать, что данное описание уровня техники приведено авторами изобретения в помощь читателю, и его не следует рассматривать как ссылку на предшествующий уровень техники или как указание на то, что любая из указанных проблем имеет большое значение в данной области техники. Хотя описанные принципы могут, в некотором отношении и некоторых вариантах реализации изобретения, нивелировать проблемы, присущие другим системам, следует понимать, что объем защиты инновационной разработки определяется прилагаемой формулой изобретения, а не способностью заявленного изобретения решать какую-либо конкретную проблему, отмеченную в данном документе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Варианты реализации данного раскрытия, в общем, относятся к композитному гипсокартонному листу, содержащему сердцевину и концентрированный слой; суспензии для использования при формовании концентрированного слоя; и способу изготовления композитного листа. Суспензия для создания концентрированного слоя специально составлена из крахмального загустителя, целлюлозы и/или сополимера, содержащего полиакриламид и акриловую кислоту. Эти ингредиенты преимущественно используются при формировании многослойного листа для уменьшения или устранения вымывания, когда суспензия сердцевины (обычно первичная суспензия) распределяется по суспензии концентрированного слоя (обычно вторичной суспензии).

[0008] Таким образом, в одном аспекте данного раскрытия предложен композитный гипсокартонный лист, содержащий:

(a) сердцевину листа, содержащую затвердевший гипс и образованную из первой суспензии, содержащей воду и штукатурный гипс, причем сердцевина имеет первую и вторую сторону сердцевины, которые определены в противоположных направлениях; и

(b) концентрированный слой, расположенный во взаимосвязанном отношении с первой лицевой стороной сердцевины, имеющий плотность в сухом состоянии по меньшей мере в 1,1 раза выше, чем у сердцевины листа в сухом состоянии, сформованный из второй суспензии, содержащей воду, штукатурный гипс,

(i) крахмальный загуститель - эфирное производное крахмала со степенью замещения -отношением замещенных групп к глюкозным звеньям - по меньшей мере 0,5, необработанное тепловой обработкой, полученное прививкой инородных групп к гидроксильной группе глюкозного звена молекулы крахмала, причем инородные группы выбраны из: этила, гидроксилэтила, гидроксилпропила, ацетата, фосфата, сульфата,

(ii) по меньшей мере один водорастворимый эфир целлюлозы, выбранный из: метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, гидроксилэтилцеллюлозы, пропилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы и гидроксипропилметилцеллюлозы,

и, необязательно,

(iii) сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту, причем указанные крахмальный загуститель, водорастворимый эфир целлюлозы и сополимер вводятся во вторую суспензию для увеличения ее вязкости по меньшей мере на 100% в течение 30 с для предотвращения вымывания второй суспензии при распределении по ней первой суспензии.

Согласно одному варианту осуществления предложен композитный гипсокартонный лист, отличающийся тем, что сополимер содержит 20% мас.или менее акриловой кислоты и имеет молекулярную массу от 100000 до 1000000. Согласно другому варианту осуществления предложен композитный гипсокартонный лист, отличающийся тем, что концентрированный слой сформован из суспензии, содержащей крахмальный загуститель, эфир целлюлозы и сополимер. Согласно еще одному варианту осуществления предложен композитный гипсокартонный лист, отличающийся тем, что первая суспензия, необязательно содержит улучшающую добавку, вторая суспензия, содержит улучшающую добавку, причем улучшающая добавка содержит: (i) по меньшей мере один прежелатинизированный крахмал, имеющий вязкость от 20 сантипуаз до 700 сантипуаз, когда вязкость измеряют при воздействии на крахмал условий метода ИИВ (VMA), и (ii) по меньшей мере один сырой крахмал, имеющий пиковую вязкость от 100 единиц Брабендера до 900 единиц Брабендера, при измерении вязкости посредством введения крахмала в суспензию с водой при концентрации крахмала, составляющей 15% в пересчете на твердое вещество, и с использованием прибора Вискограф-Е, настроенного на 75 об/мин и 700 смг, в котором крахмал нагревают от 25°С до 95°С со скоростью 3°С/минуту, затем суспензию выдерживают при 95°С в течение десяти минут, а затем крахмал охлаждают до 50°С со скоростью -3°С/минуту; когда улучшающая добавка присутствует в первой суспензии, улучшающая добавка находится во второй суспензии в более высокой концентрации, чем в первой суспензии.

[0009] В другом аспекте данного раскрытия предложен композитный гипсокартонный лист. Лист содержит сердцевину листа, содержащую затвердевший гипс, образованный из воды, штукатурного гипса и необязательно улучшающей добавки. Сердцевина имеет плотность в сухом состоянии и толщину в сухом состоянии и имеет первую и вторую поверхности сердцевины. Лист также содержит концентрированный слой, образованный из воды, штукатурного гипса, улучшающей добавки и по меньшей мере одного из следующих: крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту. Концентрированный слой находится во взаимосвязи с первой стороной сердцевины и имеет плотность в сухом состоянии и/или среднюю твердость по меньшей мере в около 1,1 раза выше, чем у сердцевины листа. Когда улучшающая добавка присутствует при формовании сердцевины, улучшающая добавка вводится в более высокой концентрации при формовании концентрированного слоя, чем при формовании сердцевины листа.

[0010] В другом аспекте данного раскрытия предложен способ получения композитного гипсокартонного листа. Способ включает приготовление первой суспензии, содержащей штукатурный гипс, воду, улучшающую добавку и по меньшей мере один из следующих: крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту. Способ также включает смешивание по меньшей мере воды, штукатурного гипса и необязательно улучшающей добавки с образованием второй суспензии. Первую суспензию наносят для образования взаимосвязи с первым покровным листом с образованием концентрированного слоя. Концентрированный слой имеет первую сторону и вторую сторону, причем первая сторона концентрированного слоя обращена к первому покровному листу. Вторую суспензию наносят для образования взаимосвязи с концентрированным слоем, чтобы сформовать сердцевину листа, имеющую первую сторону и вторую сторону, причем первая сторона сердцевины листа обращена ко второй стороне концентрированного слоя. Второй покровный лист наносят для образования взаимосвязи со второй стороной сердцевины листа, чтобы сформовать заготовку листа. Заготовку листа сушат, чтобы сформовать лист.

[0011] В другом аспекте данного раскрытия предложена суспензия, содержащая воду, штукатурный гипс, улучшающую добавку и по меньшей мере один из следующих: крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту.

[0012] Концентрированный слой предпочтительно сформован из улучшающей добавки, воды и, например, вяжущего материала, такого как штукатурный гипс, для образования гидратированного вяжущего материала, такого как затвердевший гипс, в непрерывной кристаллической матрице. Улучшающая добавка предпочтительно является более концентрированной (по массовому процентному содержанию) в концентрированном слое, чем в сердцевине листа. Используемая в данном документе любая ссылка на улучшающую добавку, являющуюся «более концентрированной» (или варианты термина) в суспензии для формования концентрированного слоя, чем в суспензии для формования сердцевины листа, включает ситуации, когда (а) как концентрированный слой, так и сердцевина листа сформованы из улучшающей добавки, и (b) концентрированный слой сформован из улучшающей добавки, но сердцевина листа содержит ноль или не содержит улучшающую добавку.

[0013] В некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой имеет плотность по меньшей мере в около 1,1 раза выше, чем плотность сердцевины листа, и, в некоторых вариантах реализации изобретения, имеет толщину от около 0,02 дюйма (около 0,05 см) до около 0,2 дюйма (около 0,5 см). Сердцевина листа имеет толщину, предпочтительно превышающую толщину концентрированного слоя, в некоторых вариантах реализации изобретения. Улучшающая добавка включает добавку, придающую прочность и описанную в данном документе, которая помогает обеспечить целевые прочностные свойства, описанные в данном документе.

[0014] Лист, сформованный из суспензии концентрированного слоя, содержащей более высокий массовый процент улучшающей добавки, чем процент в суспензии сердцевины листа, обеспечивает одну или более из эффективности или технологических преимуществ. Например, общее использование улучшающей добавки в листе может быть уменьшено путем сосредоточения использования улучшающей добавки на формовании секции меньшей массы и меньшей толщины (то есть концентрированного слоя) и использовании меньшего количества или не использовании улучшающей добавки при формовании секции большей массы и большей толщины (т.е. сердцевины листа). Удивительно и неожиданно концентрированный слой, сформованный с более высоким массовым процентом улучшающей добавки, способен распределять целевые конечные свойства по всей сердцевине листа, вследствие чего лист демонстрирует прочностные свойства. В результате сердцевина листа может быть изготовлена с меньшим количеством улучшающей добавки, а в некоторых вариантах реализации изобретения может быть более легкой и менее плотной, чем сердцевины традиционных листов. В свою очередь, общая масса листа может быть уменьшена за счет уменьшения плотности секции листа большой массы (т.е. сердцевины).

[0015] В случае некоторых улучшающих добавок, таких как некоторые прежелатинизированные крахмалы, в суспензии они могут потребовать воду, то есть они увеличивают потребность в воде. За счет уменьшения количества улучшающей добавки в суспензии для формования сердцевины листа, в некоторых вариантах реализации изобретения потребность в воде в суспензии для формования сердцевины может быть уменьшена. Таким образом, например, общее использование воды при изготовлении листа может быть уменьшено, что дополнительно может повысить эффективность, поскольку в системе используется меньше воды, вследствие чего меньше воды требуется отводить путем нагрева в печи. В результате можно повысить скорость производственной линии и снизить затраты на сушку.

[0016] Композитный гипсокартонный лист может иметь плотность в целевом диапазоне. В некоторых вариантах реализации изобретения лист может быть изготовлен со сверхнизкой массой, например, с плотностью листа около 33 фунтов на куб. фут или менее. Следует понимать, что масса листа является функцией плотности и толщины. Таким образом, плотность может использоваться в качестве меры массы листа, что будет понятно специалистам в данной области техники. Такая сверхнизкая масса может быть получена без ущерба для целевых прочностных свойств. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения композитный гипсокартонный лист может демонстрировать сопротивление выдергиванию гвоздей, составляющее по меньшей мере около 65 фунтов силы (например, по меньшей мере около 72 фунтов силы, по меньшей мере около 77 фунтов силы и т.д.) в соответствии с методом В ASTM С473-10.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ВИДОВ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0017] На Фиг. 1 изображен схематический вид в разрезе композитного гипсокартонного листа, сконструированного в соответствии с принципами данного раскрытия.

[0018] На Фиг. 2 изображены схематические блок-схемы трех альтернативных технологических схем (обозначенных А, В и С), которые иллюстрируют этапы приготовления суспензий для сердцевины листа и концентрированного слоя в соответствии с принципами данного раскрытия.

[0019] На Фиг. 3 изображен схематический вид в разрезе композитного гипсокартонного листа, сконструированного в соответствии с принципами данного раскрытия, по сравнению с контрольным листом, описанным в Примере 1 данного документа.

[0020] На Фиг. 4 изображен схематический вид в разрезе композитного гипсокартонного листа и контрольного листа по Фиг. 3 после обжига, описанного в Примере 1 данного документа.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0021] В вариантах реализации раскрытия предложен многослойный композитный лист, способ изготовления листа и суспензия. Композитный лист содержит множество слоев, которые содержат различные вяжущие композиции, например, в виде непрерывной кристаллической матрицы затвердевшего гипса, в конечном продукте. Один слой образует сердцевину плиты, а другой слой образует концентрированный слой; в некоторых вариантах реализации, например, значительной толщины (например, по меньшей мере около 0,02 дюйма или около 0,05 см). В предпочтительных вариантах реализации изобретения сердцевина листа, как правило, толще, чем концентрированный слой и составляет основную часть (например, более около 60%, например, более около 70%, более около 75% и т.д.) от объема каркаса листа. Как правило, лист также содержит верхний (лицевой) и нижний (тыльный) покровные листы.

[0022] Концентрированный слой формуется из суспензии штукатурного гипса, содержащей воду и один или более из следующих агентов: крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту. Использование этих ингредиентов в концентрированном слое удивительно и неожиданно позволяет избежать вымывания суспензии концентрированного слоя, когда на нее наносят суспензию сердцевины при формовании листа. Эти агенты успешно улучшают когезионную способность суспензии концентрированного слоя и ожидаемо оказывают незначительное влияние или не оказывают никакого влияния на время схватывания суспензии. В результате равномерно распределенный концентрированный слой, сформованный на сердцевине листа, может быть сформован с прочной связью на их границе раздела. Эти агенты, препятствующие вымыванию, используют предпочтительно в описанных в данном документе системах с двумя смесителями, в которых суспензия сердцевины, как правило, является первичной суспензией и образуется в первичном смесителе, а суспензия концентрированного слоя является вторичной суспензией и образуется во вторичном смесителе. В некоторых вариантах реализации изобретения крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер увеличивает вязкость суспензии концентрированного слоя по меньшей мере на около 100% в течение 30 секунд после добавления в суспензию, например, в течение 20 секунд, в течение 15 секунд и т.д. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер увеличивает вязкость первой суспензии на от около 100% до около 500% в течение 30 секунд после добавления в суспензию. Считается, что эффект загустевания суспензии концентрированного слоя замедляет начало вымывания, тогда как более рыхлая или менее густая суспензия более склонна к вымыванию при нанесении суспензии сердцевины листа. Преимущественно, скорость, с которой концентрированный слой суспензии загустевает (например, менее чем за около 30 секунд), обеспечивает эффективное загустевание, совместимое с конфигурацией и скоростью производства на загрузочной стороне (где находится смеситель и наносятся суспензии) завода по производству листов. В частности, суспензия концентрированного слоя густеет и наносится вовремя для нанесения суспензии сердцевины, не сопровождающегося вымыванием суспензии концентрированного слоя.

[0023] Первичная суспензия для формования сердцевины листа может содержать крахмальный загуститель, целлюлозу и сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту, если необходимо. Если они вводятся в суспензию сердцевины листа, в предпочтительных вариантах реализации изобретения крахмальный загуститель, целлюлоза и сополимер содержатся в более низкой концентрации, чем их количество в суспензии концентрированного слоя (например, в количестве от около 0,1% до около 5%) от массы штукатурного гипса. Однако в некоторых вариантах реализации изобретения первичная суспензия для формования сердцевины листа практически не содержит крахмального загустителя, целлюлозы и сополимера, содержащего полиакриламид и акриловую кислоту. В этом контексте «практически не содержит» означает, что первичная суспензия содержит: (i) 0% мас. или не содержит такого крахмального загустителя, целлюлозы или сополимера, содержащего полиакриламид и акриловую кислоту; (ii) неэффективное количество; или (iii) незначительное количество крахмального загустителя, целлюлозы или сополимера, содержащего полиакриламид и акриловую кислоту, например, менее около 0,1% от массы штукатурного гипса, менее около 0,05% от массы штукатурного гипса, менее около 0,01% от массы штукатурного гипса, менее около 0,005% от массы штукатурного гипса, менее около 0,001% от массы штукатурного гипса и т.д.

[0024] И сердцевина листа, и концентрированный слой сформованы из вяжущего материала и воды. В соответствии с предпочтительными вариантами реализации раскрытия концентрированный слой имеет более высокую плотность, чем сердцевина листа (например, по меньшей мере в около 1,1 раза выше). Для создания сердцевины листа с более низкой плотностью в сердцевине листа можно использовать вспенивающие агенты, известные в данной области техники, хотя в суспензию для формования сердцевины листа могут быть введены другие материалы для уменьшения плотности в качестве альтернативного или дополнительного ингредиента, например легкий наполнитель, включая, например, легкий заполнитель или перлит, особенно если допустимы дополнительные расходы. Для достижения целевой более высокой плотности в этом слое концентрированный слой может содержать меньше вспенивающего агента или не содержать его, и/или меньше легкого наполнителя или не содержать его.

[0025] Не желая ограничиваться какой-либо конкретной теорией, предполагается, что композиции и взаимосвязи между соответствующими слоями в композитном листе придают продукту удивительные и неожиданные свойства. В частности, полагают, что целевое использование улучшающей добавки в концентрированном слое может быть применимо для придания целевых свойств листу и, если необходимо, повышения эффективности процесса. Кроме того, в некоторых вариантах реализации изобретения такие аспекты, как (а) толщина, плотность и/или прочность концентрированного слоя, и/или (b) свойства концентрированного слоя относительно бумаги и сердцевины листа, соответственно, могут, при необходимости, использоваться для оптимизации свойств листа. Основываясь, по крайней мере, частично, на этих аспектах, считается, что целевые свойства концентрированного слоя могут быть распределены и направлены по всему листу, чтобы тем самым облегчить производство композитного листа при сохранении, при необходимости, физических свойств сердцевины листа.

[0026] В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения сухой концентрированный слой имеет величину жесткости, приближенную к величине жесткости верхнего покровного листа, к которому он обычно примыкает. В некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой имеет более высокую величину жесткости и/или твердость (показатель прочности), чем сердцевина листа. Таким образом, в некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой может быть расположен между материалом с относительно хорошей жесткостью и прочностью (то есть верхним покровным листом) и материалом с меньшей жесткостью и прочностью (то есть сердцевиной листа). Понятно, что величина жесткости может быть измерена по модулю Юнга, известному в данной области техники.

[0027] Не желая ограничиваться какой-либо конкретной теорией, считается, что введение в концентрированный слой более высокого массового процента улучшающей добавки, которая придает целевые прочностные свойства, обеспечивает эффективные целевые прочностные свойства. Концентрированный слой расположен между верхним покровным листом и предпочтительно более легкой и более слабой сердцевиной листа. Удивительно и неожиданно концентрированный слой служит для поглощения энергии от нагрузки и более равномерного распределения нагрузки по сердцевине листа и по всему листу, так что, ожидаемо, нагрузка будет более легко ослабевать и рассеиваться. Таким образом, композитный гипсокартонный лист по изобретению будет демонстрировать хорошие прочностные свойства и позволит производить лист с меньшей массой за счет достижения повышенной прочности в концентрированном слое, где свойство может быть распределено по сердцевине листа. Например, это преимущество может быть проиллюстрировано в некоторых вариантах реализации изобретения посредством хороших результатов по сопротивлению выдергиванию гвоздей, испытаниям на среднюю твердость гипсового слоя (например, кумулятивно, то есть по всем гипсовым слоям) и/или на прочность на изгиб в соответствии с методом В ASTM 473-10, что является понятным в данной области техники.

Агенты, предупреждающие вымывание

[0028] В соответствии с предпочтительными вариантами реализации раскрытия концентрированный слой образован по меньшей мере из одного из следующих: сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту, целлюлоза и/или крахмальный загуститель.

[0029] Можно использовать любой подходящий сополимер полиакриламида и акриловой кислоты, если он вводится. В некоторых вариантах реализации изобретения сополимер содержит около 20% мас. или менее акриловой кислоты. Сополимер также может иметь любую подходящую молекулярную массу, например, от около 100000 до около 1000000, или от около 200000 до около 800000, от около 300000 до около 500000 и т.д. Сополимер также можно использовать в любом подходящем количестве. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения, сополимер, если он вводится, присутствует в суспензии концентрированного слоя в количестве от около 0,01% до около 5,0% от массы штукатурного гипса, или от около 0,1% до около 3,0%, от около 0,5% до около 1,0% и т.д.

[0030] При необходимости можно использовать любую подходящую целлюлозу. Целлюлоза, как правило, растворима в воде. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения целлюлоза представляет собой простой эфир целлюлозы. В некоторых вариантах реализации изобретения целлюлоза представляет собой алкилцеллюлозу. В соответствии с различными вариантами реализации изобретения целлюлоза может находиться в виде одной или более из метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, гидроксилэтилцеллюлозы, пропилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы и/или гидроксипропилметилцеллюлозы. Целлюлоза может иметь любую подходящую молекулярную массу, например, молекулярную массу от около 10000 до около 1000000 или от около 50000 до около 800000, от около 100000 до около 600000 и т.д. Целлюлоза, если она вводиться, может быть введена в любом подходящем количестве. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения целлюлоза присутствует в суспензии концентрированного слоя в количестве от около 0,01% до около 0,6% от массы штукатурного гипса или от около 0,05% до около 0,5%, от около 0,1% до около 0,4%, и т.д.

[0031] Крахмальный загуститель, если он вводится, как правило, представляет собой замещенный крахмал. Например, крахмальный загуститель можно модифицировать путем прививки чужеродных групп к гидроксильной группе глюкозного звена молекулы. Чужеродные группы могут включать, например, этил, гидроксилэтил, гидроксилпропил, ацетат, фосфат и/или сульфат.

[0032] Степень замещения («СЗ») определяется как отношение замещенных групп к глюкозным звеньям. Поскольку каждая глюкоза имеет три гидроксильных звена, доступные для замещения, максимальное значение СЗ равно 3. Может быть выбрана любая подходящая СЗ, например, по меньшей мере около 0,5, по меньшей мере около 0,6 и т.д. (с максимумом 3, 2,5, 2 или 1,5 и т.д.). В некоторых вариантах реализации изобретениякрахмал является «высокозамещенным», причем СЗ составляет по меньшей мере около 0,7, например, СЗ составляет по меньшей мере около 0,8, например, по меньшей мере около 0,9 или по меньшей мере около 1. В некоторых вариантах реализации изобретение соотношение составляет от около 0,8 до около 3, от около 0,8 до около 2,5, от около 0,8 до около 2, от около 0,8 до около 1,5, от около 0,9 до около 3, от около 0,9 до около 2,5, от около 0,9 до около 2, от около 0,9 до около 1,5, от около 1 до около 3, от около 1 до около 2,5, от около 1 до около 2, от около 1 до около 1,5 и т.д.

[0033] Крахмальный загуститель, как правило, растворим в холодной воде. Не желая ограничиваться какой-либо конкретной теорией, замещенные группы могут нарушить или разрушить кристаллическую структуру сырого крахмала и сделать крахмал растворимым в холодной воде. Таким образом, нет необходимости предварительно готовить крахмал. Как правило, замещенные крахмалы имеют высокую вязкость, которая позволяет изменять реологию суспензии концентрированного слоя и эффект загустевания суспензии. Например, крахмальный загуститель может иметь вязкость по меньшей мере около 1000 сП, измеренную в соответствии с методом испытания измерения вязкости (ИИВ) (Viscosity Measurement Assay (VMA)). Например, в некоторых вариантах реализации изобретения крахмальный загуститель имеет вязкость от около 2000 до около 10000, измеренную в соответствии с методом ИИВ.

[0034] В некоторых вариантах реализации изобретения крахмальный загуститель представляет собой эфирное производное крахмала. Например, крахмальный загуститель может представлять собой карбоксиэтиловый эфир крахмала. В некоторых вариантах реализации изобретения крахмальный загуститель представляет собой соль, такую как соль, изображенная формулой (C₂H₄O₃)_x⋅(Na)_x, где X представляет собой количество повторяющихся звеньев. Например, количество повторяющихся звеньев может составлять, например, по меньшей мере около 600, по меньшей мере около 1000, по меньшей мере около 1500, по меньшей мере около 1800, по меньшей мере около 2000, по меньшей мере около 2500, по меньшей мере около 3000, по меньшей мере около 4000, по меньшей мере около 5000 и т.д. Например, в различных вариантах реализации изобретения количество повторяющихся звеньев может составлять от около 600 до около 1000000, например, от около 600 до около 50000, от около 600 до около 25000, от около 600 до около 18000, от около 1000 до около 50000, от около 1000 до около 25000, от около 1000 до около 18000, от около 1500 до около 50000, от около 1500 до около 25000, от около 1500 до около 18000, от около 1800 до около 50000 от около 1800 до около 25000, от около 1800 до около 18000, от около 2000 до около 50000, от около 2000 до около 25000, от около 2000 до около 18000, от около 2500 до около 50000, от около 2500 до около 25000, от около 2500 до около 18000, от около 3000 до около 50000, от около 3000 до около 25000, от около 3000 до около 18000, от около 4000 до около 50000, от около 4000 до около 25000, от около 4000 до около 18000, от около 5000 до около 50000, от около 5000 до около 25000 от около 5000 до около 18000 и т.д. В некоторых вариантах реализации изобретения замещенный крахмальный загуститель может находиться в виде GlucoSol® 1148, коммерчески доступного от Chemstar, Миннеаполис, Миннесота, который представляет собой натрийгликолят крахмала.

[0035] Крахмальный загуститель, если он вводиться, может находиться в любом подходящем количестве. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения крахмальный загуститель может находиться в суспензии концентрированного слоя в количестве от около 0,01% до около 5,0% от массы штукатурного гипса, например от около 0,05% до около 2,0% от массы штукатурного гипса или от около 0,1% до около 1,0% от массы штукатурного гипса.

[0036] В некоторых вариантах реализации изобретения суспензия концентрированного слоя содержит крахмальный загуститель и один или оба из целлюлозы и сополимера. В других вариантах реализации изобретения суспензия концентрированного слоя содержит целлюлозу и один или оба из крахмального загустителя и сополимера. В других вариантах реализации изобретения суспензия концентрированного слоя содержит сополимер и один или оба из крахмального загустителя и целлюлозы. В некоторых вариантах реализации изобретения суспензия концентрированного слоя содержит крахмальный загуститель, целлюлозу и сополимер.

[0037] Как обсуждается в данном документе, загущающий крахмал отличается от улучшающей добавки для прочности, которая содержит крахмал с низким замещением или без замещения и с более низкой вязкостью, и который при необходимости может быть прежелатинизирован или не подвергнут тепловой обработке. В этом отношении замещение, как правило, снижает улучшение прочности, что требуется от улучшающей прочность крахмальной добавки. Не желая ограничиваться какой-либо конкретной теорией, считается, что замещенные чужеродные группы имеют тенденцию мешать взаимному расположению между крахмалом и гипсом, что препятствует образованию оптимальной водородной связи. Таким образом, такое замещение нежелательно с точки зрения создания улучшающего прочность компонента. Предпочтительно, крахмал, выбранный в качестве улучшающей прочность добавки, имеет СЗ, равную нулю; однако небольшая степень замещения, хотя и нежелательна, может быть допустимой, например, СЗ вплоть до около 0,2 (или вплоть до около 0,15, или вплоть до около 0,1). Загущающий крахмал по данному изобретению также отличается от мигрирующих крахмалов, которые мигрируют к границе раздела гипсовый слой-бумага для улучшения связи, поскольку загущающие крахмалы представляют собой более крупные молекулы с более высокой вязкостью и не склонны к миграции.

[0038] Например, в некоторых вариантах реализации изобретения, в отличие от загущающего крахмала, крахмал, выбранный в качестве улучшающей прочность добавки, может представлять собой прежелатинизированный крахмал, имеющий более низкую вязкость по сравнению с крахмальным загустителем, например, от около 20 сантипуаз до около 800 сантипуаз (например, от около 20 сантипуаз до около 700 сантипуаз, от около 20 сантипуаз до около 300 сантипуаз, от около 30 сантипуаз до около 200 сантипуаз и т.д.), когда вязкость измеряется при воздействии на крахмал условий метода ИИВ. В некоторых вариантах реализации изобретения улучшающая прочность добавка содержит по меньшей мере один сырой крахмал (например, незамещенный), имеющий пиковую вязкость от около 100 единиц Брабендера до около 900 единиц Брабендера при измерении вязкости посредством введения крахмала в суспензию с водой при концентрации крахмала, составляющей 15% в пересчете на твердое вещество, и с использованием прибора Вискограф-Е (Viscograph-E), настроенного на 75 об/мин и 700 смг, причем крахмал нагревают от 25°С до 95°С со скоростью 3°С/минуту, суспензию выдерживают при 95°С в течение десяти минут, и крахмал охлаждают до 50°С со скоростью -3°С/минуту.

Композиция сердцевины листа и концентрированного слоя

[0039] В соответствии с некоторыми вариантами реализации раскрытия композитный гипсокартонный лист рассчитан на введение улучшающей добавки в более высокой концентрации, чем концентрация улучшающей добавки, введенной (если вообще введенной) в сердцевину листа. Полученный лист может быть сформован для получения композитного гипсокартонного листа с целевыми прочностными свойствами.

[0040] В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения было удивительно и неожиданно обнаружено, что более высокая концентрация улучшающей добавки в концентрированном слое относительно сердцевины листа обеспечивает эффективные эксплуатационные характеристики листа в отношении целевых прочностных свойств, например, одного или более из сопротивления выдергиванию гвоздей, прочности на сжатие, прочности на изгиб, средней твердости гипсового слоя (например, совокупной) и т.д. Таким образом, авторы данного изобретения обнаружили, что использование улучшающих добавок может быть оптимизировано в соответствии с предпочтительными вариантами реализации изобретения путем адаптации рецептур композиций соответствующей сердцевины листа и концентрированных слоев для введения улучшающих добавок, причем их действие может обеспечить большее влияние на достижение целевых прочностных свойств (т.е. в более высоком массовом процентном содержании в концентрированном слое, чем в сердцевине листа), а также более низкой общей потребности в воде. Это открытие дает значительные преимущества, включая, но не ограничиваясь ими, снижение общего потребления улучшающей добавки и, следовательно, снижение стоимости сырья, повышение эффективности производства и повышение прочности изделия, например, позволяющие получить продукцию с меньшей массой и достаточными прочностными свойствами.

[0041] В некоторых вариантах реализации изобретения суспензия для формования концентрированного слоя содержит по меньшей мере в около 1,2 раза большую концентрацию улучшающей добавки по сравнению с суспензией для формования сердцевины листа, например, по меньшей мере около 1,5 раза, по меньшей мере около 1,7 раза, по меньшей мере около 2 раза, по меньшей мере около 2,5 раза, по меньшей мере около 3 раза, по меньшей мере около 3,5 раза, по меньшей мере около 4 раза, по меньшей мере около 4,5 раза, по меньшей мере около 5 раз, по меньшей мере около 6 раз и т.д., причем каждый из этих диапазонов может иметь любой подходящий верхний предел, в зависимости от ситуации, такой как, например, около 60, около 50, около 40, около 30, около 20, около 10, около 9, около 8, около 7, около 6,5, около 6, около 5,5, около 5, около 4,5, около 4, около 3,5, около 3, около 2,5, около 2, около 1,5 и т.д. Следует понимать, что «более высокая концентрация», используемая в данном документе, относится к относительным количествам улучшающей добавки (от массы штукатурного гипса), в отличие от валовых количеств ингредиентов. Поскольку сердцевина листа обеспечивает больший объем материала и вклад в толщину листа по сравнению с таким вкладом концентрированного слоя, возможно, что любая конкретная добавка может быть представлена в более высоком общем валовом количестве в суспензии сердцевины листа, например, в фунтах или килограммах, но в более низкой массовой концентрации по сравнению с суспензией концентрированного слоя, то есть в более низком относительном количестве, например, в массовых процентах (% мас).

[0042] Удивительно и неожиданно, но некоторые варианты реализации раскрытия эффективны в снижении общего расхода воды при изготовлении композитного гипсокартонного листа. В связи с этим, подбирая соответствующие композиции концентрированного слоя и сердцевины листа, можно снизить общее количество воды, используемой для изготовления листа, таким образом, что использование воды оптимизируется, поскольку вода присутствует в более высокой концентрации там, где это более необходимо (например, в концентрированном слое) и в уменьшенном количестве там, где это менее необходимо (например, в сердцевине листа).

[0043] Следует понимать, что, поскольку затвердевший гипс образуется из суспензии штукатурного гипса (иногда именуемой суспензией гипса), содержащей воду и штукатурный гипс, может соблюдаться соотношение воды и штукатурного гипса («ВШГС»). В некоторых вариантах реализации изобретения сердцевина листа, которая может составлять основной объем листа, может быть сформована с более низким ВШГС по сравнению с ВШГС, используемым для формования концентрированного слоя. Таким образом, общее потребление воды и ВШГС в композитном гипсокартонном листе в целом может быть успешно снижено в некоторых вариантах реализации изобретения, поскольку вклад в общий объем листа концентрированного слоя меньше, чем вклад в общий объем плиты сердцевины листа.

[0044] Сердцевина листа и концентрированный слой могут быть сформованы с любым подходящим ВШГС. В некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой формуется из суспензии, имеющей ВШГС выше, чем ВШГС суспензии, используемой для формования сердцевины листа. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой формуется из суспензии, имеющей ВШГС по меньшей мере в около 1,2 раза выше, чем ВШГС суспензии, используемой для формования сердцевины листа (например, по меньшей мере в около 1,5 раза выше, по меньшей мере в около 1,7 раза выше, по меньшей мере в около 2 раза выше, по меньшей мере в около 2,2 раза выше, по меньшей мере в около 2,5 раза выше, по меньшей мере в около 2,7 раза выше, по меньшей мере в около 3 раза выше, по меньшей мере в около 3,2 раза выше, по меньшей мере в около 3,5 раза выше, по меньшей мере в около 3,7 раза выше, по меньшей мере в около 4 раза выше и т.д/, причем каждый из этих диапазонов может иметь любой подходящий верхний предел, а именно, например, в около 7, в около 6,5, в около 6, в около 5,5, около 5, около 4,5, около 4, около 3,5, около 3, около 2,5, около 2, около 1,5 и т.д.).

[0045] В некоторых вариантах реализации изобретения сердцевина листа сформована из суспензии штукатурного гипса, имеющей соотношение вода-штукатурный гипс от около 0,3 до около 1,3, например, от около 0,3 до около 1,2, от около 0,3 до около 1,1, от около 0,3 до около 1, от около 0,3 до около 0,9, от около 0,4 до около 1,3, от около 0,4 до около 1,2, от около 0,4 до около 1,1, от около 0,4 до около 1, от около 0,4 до около 0,9, от около 0,5 до около 1,3, от около 0,5 до около 1,2, от около 0,5 до около 1,1, от около 0,5 до около 1, от около 0,5 до около 0,9, от около 0,6 до около 1,3, от около 0,6 до около 1,2, от около 0,6 до около 1,1, от около 0,6 до около 1, от около 0,6 до около 0,9, от около 0,6 до около 0,8 или от около 0,6 до около 0,7.

[0046] В некоторых вариантах реализации изобретения предпочтительны более низкие соотношения вода-штукатурный гипс, например, от около 0,3 до около 0,8, например, от около 0,3 до около 0,7, от около 0,3 до около 0,6, от около 0,3 до около 0,5, от около 0,3 до около 0,4, от около 0,4 до около 0,8, от около 0,4 до около 0,7, от около 0,4 до около 0,6, от около 0,4 до около 0,5, от около 0,5 до около 0,8, от около 0,5 до около 0,7, от около 0,5 около до 0,6, от около 0,6 до около 0,8, от около 0,6 до около 0,7 и т.д.

[0047] В некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой формуется из суспензии, имеющей соотношение вода-штукатурный гипс от около 0,7 до около 2, а именно, например, от около 0,7 до около 1,7, от около 0,7 до около 1,4, от около 0,7 до около 1,2, от около 0,7 до около 1, от около 0,8 до около 2, от около 0,8 до около 1,7, от около 0,8 до около 1,4, от около 0,8 до около 1,2, от около 0,8 до около 1, от около 1 до около 2, от около 1 до около 1,7, от около 1 до около 1,4, от около 1 до около 1,2, от около 1,2 до около 2, от около 1,2 до около 1,7, от около 1,2 до около 1,4, от около 1,4 до около 2, от около 1,4 до около 1,7 и т.д. Концентрированный слой может иметь более высокое содержание воды для удовлетворения потребности улучшающих добавок в воде. Поскольку в некоторых вариантах реализации изобретения улучшающая добавка более сконцентрирована в концентрированном слое, более высокая потребность в воде может относиться к отдельно взятому концентрированному слою, тем самым обеспечивая более низкое ВШГС в сердцевине листа и, предпочтительно, меньшее использование воды в целом, особенно с учетом большого вклада сердцевины листа в основной объем композитного листа.

Плотность композитного листа

[0048] Композитный гипсокартонный лист по вариантам реализации данного раскрытия может использоваться с различными необходимыми плотностями для гипсокартонного листа, то есть гипсокартона или стеновой плиты (которые могут охватывать такую плиту, используемую не только для стен, но также для потолков и других мест, что понятно в данной области техники). Как отмечено в данном документе, масса листа является функцией его толщины. Поскольку листы, как правило, изготавливают с различной толщиной (например, 3/8 дюйма, 1/2 дюйма, 3/4 дюйма, один дюйм и т.д.), плотность листа используется в данном документе как мера массы листа. Преимущества композитного гипсокартонного листа по вариантам реализации раскрытия можно наблюдать в диапазоне плотностей в сухом состоянии с пределом вплоть до плотностей более тяжелых листов, например, около 43 фунтов/куб.фут (около 690 кг/м³) или менее, а именно, от около 18 фунтов/куб. фут (около 290 кг/м³) до около 43 фунтов/куб.фут, от около 20 фунтов/куб.фут (около 320 кг/м³) до около 43 фунтов/куб.фут, от около 20 фунтов/куб.фут до около 40 фунтов/куб.фут (около 640 кг/м³), от около 24 фунтов/куб.фут (около 380 кг/м³) до около 43 фунтов/куб.фут, от около 27 фунтов/куб.фут (около 430 кг/м³) до около 43 фунтов/куб.фут, от около 20 фунтов/куб.фут до около 38 фунтов/куб.фут (около 610 кг/м³), от около 24 фунтов/куб.фут до около 40 фунтов/куб.фут, от около 27 фунтов/куб. фут до около 40 фунтов/куб. фут, от около 20 фунтов/куб. фут до около 37 фунтов/куб. фут (около 600 кг/м³), от около 24 фунтов/куб. фут до около 37 фунтов/куб. фут, от около 27 фунтов/куб. фут до около 37 фунтов/куб. фут, от около 20 фунтов/куб. фут до около 35 фунтов/куб.фут (560 кг/м³), от около 24 фунтов/куб.фут до около 35 фунтов/куб. фут, от около 27 фунтов/куб. фут до около 35 фунтов/куб. фут и т.д. [0049] Как отмечено в данном документе, удаление твердой массы из гипсовой плиты может привести к значительным трудностям в компенсации сопутствующей потери прочности. Некоторые варианты реализации раскрытия удивительно и неожиданно позволяют использовать лист меньшей массы с хорошей прочностью, меньшей водопотребностью и эффективным использованием улучшающей добавки. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения плотность листа в сухом состоянии может составлять от около 16 фунтов/куб. фут до около 33 фунтов/куб. фут, например, от около 16 фунтов/куб. фут до около 27 фунтов/куб. фут, от около 16 фунтов/куб. фут до около 24 фунтов/куб. фут, от около 18 фунтов/куб. фут до около 33 фунтов/куб. фут (около 530 кг/м³), от около 18 фунтов/куб. фут до около 31 фунтов/куб. фут, от около 18 фунтов/куб. фут до около 30 фунтов/куб. фут, от около 18 фунтов/куб.фут до около 27 фунтов/куб.фут, от около 18 фунтов/куб.фут до около 24 фунтов/куб.фут, от около 20 фунтов/куб.фут до около 33 фунтов/куб. фут, от около 20 фунтов/куб. фут до около 32 фунтов/куб. фут (около 510 кг/м³), от около 20 фунтов/куб.фут до около 31 фунтов/куб.фут (около 500 кг/м³), от около 20 фунтов/куб. фут до около 30 фунтов/куб. фут (около 480 кг/м³), от около 20 фунтов/куб. фут до около 29 фунтов/куб. фут (около 460 кг/м³), от около 20 фунтов/куб. фут до около 28 фунтов/куб. фут (около 450 кг/м³), от около 21 фунтов/куб. фут (около 340 кг/м³) до около 33 фунтов/куб. фут, от около 21 фунтов/куб. фут до около 32 фунтов/куб. фут, от около 21 фунтов/куб. фут до около 33 фунтов/куб. фут, от около 21 фунтов/куб. фут до около 32 фунтов/куб. фут, от около 21 фунтов/куб. фут до около 31 фунтов/куб. фут, от около 21 фунтов/куб. фут до около 30 фунтов/куб. фут, от около 21 фунтов/куб. фут до около 29 фунтов/куб. фут, от около 21 фунтов/куб. фут до около 28 фунтов/куб. фут, от около 24 фунтов/куб. фут до около 33 фунтов/куб. фут, от около 24 фунтов/куб. фут до около 32 фунтов/куб. фут, от около 24 фунтов/куб. фут до 31 фунтов/куб. фут, от около 24 фунтов/куб. фут до около 30 фунтов/куб. фут, от около 24 фунтов/куб. фут до около 29 фунтов/куб. фут, от около 24 фунтов/куб. фут до около 28 фунтов/куб. фут или от около 24 фунтов/куб. фут до около 27 фунтов/куб. фут.

Структура и сборка композитного листа

[0050] Чтобы проиллюстрировать вариант реализации раскрытия, сделана ссылка на Фиг. 1, на которой изображен схематический вид в поперечном сечении композитного гипсокартонного листа 10. Лицевая бумага 12 служит в качестве верхнего покровного листа. Лицевая бумага 12 имеет первую сторону 14 и вторую сторону 16. Концентрированный слой 18 находится во взаимосвязи с лицевой бумагой 12. Концентрированный слой 18 имеет первую сторону 20 и вторую сторону 22. Сердцевина 24 листа имеет первую сторону 26 и вторую сторону 28. Тыльная бумага 30 служит нижним покровным листом. Тыльная бумага 30 имеет первую сторону 32 и вторую сторону 34. [0051] Как видно на Фиг. 1, композитный гипсокартонный лист 10 сложен так, что сторона 16 лицевой бумаги 12 обращена к первой стороне 20 концентрированного слоя 18, а вторая сторона 22 концентрированного слоя 18 обращена к первой стороне 26 сердцевины 24. Вторая сторона 28 сердцевины 24 обращена к первой стороне 32 тыльной бумаги 30.

[0052] Понятно, что композитный гипсокартонный лист в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения может быть сконструирован и использован в сборке, что является понятным в данной области техники. Как будет понятно, композитные листы, как правило, могут быть прикреплены в любом подходящем порядке к профилям, образованным из любого подходящего материала, такого как дерево, металл или тому подобное. Верхний или лицевой покровный лист листа обращен наружу и, как правило, декорируется (например, краской, текстурой, обоями и т.д.) в процессе эксплуатации, в то время как нижний или тыльный покровный лист обращен к профилям. В процессе эксплуатации за профилем, обращенным к тыльной бумаге, как правило, находится полость. При необходимости в полость необязательно можно поместить изоляционный материал, известный в данной области техники. В одном варианте реализации изобретения сборка включает два композитных листа, соединенных профилями, с полостью между ними, обращенной к нижним покровным листам соответствующих листов.

Сердцевина листа

[0053] Сердцевина листа составляет большую часть объема композитного гипсокартонного листа. В некоторых вариантах реализации изобретения сердцевина листа составляет по меньшей мере около 60% объема листа, например, по меньшей мере около 70% объема листа, по меньшей мере около 80% объема листа, по меньшей мере около 90% объема листа, по меньшей мере около 92%, по меньшей мере около 95%, по меньшей мере около 97% и т.д. Хотя концентрированный слой имеет значительную толщину, сердцевина листа может быть значительно толще. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения сердцевина листа в сухом состоянии может иметь толщину в от около 2,5 раза до около 35 раз больше, чем у концентрированного слоя в сухом состоянии, например, от около 2,5 раза до около 30 раз, от около 2,5 раза до около 25 раз, от около 2,5 раза до около 20 раз, от около 2,5 раза до около 15 раз, от около 2,5 раза до около 10 раз, от около 2,5 раза до около 5 раз, от около 2,8 раза до около 35 раз, от около 2,8 раза до около 30 раз, от около 2,8 раза до около 25 раз, от около 2,8 раза до около 20 раз, от около 2,8 раза до около 15 раз, от около 2,8 раза до около 10 раз, от около 2,8 раза до около 5 раз, от около 5 раз до около 35 раз, от около 5 раз до около 30 раз, от около 5 раз до около 25 раз, от около 5 раз до около 20 раз, от около 5 раз до около 15 раз или от около 5 раз до около 10 раз больше, чем у концентрированного слоя.

[0054] В некоторых вариантах реализации изобретения сердцевина листа имеет толщину в от около 8 раз до около 16 раз больше, чем у концентрированного слоя, например, толщину в от около 8 раз до около 12 раз, от около 9 раз до около 16 раз, от около 9 раз до около 14 раз, от около 9 раз до около 12 раз, от около 10 раз до около 16 раз, от около 10 раз до около 14 раз больше, чем у концентрированного слоя и т.д.

[0055] Сердцевина листа состоит по меньшей мере из воды и штукатурного гипса. Штукатурный гипс, именуемый так по всему данному документу, может находиться в виде альфа-полугидрата сульфата кальция, бета-полугидрата сульфата кальция и/или ангидрита сульфата кальция. Штукатурный гипс может быть волокнистым или не волокнистым. В дополнение к штукатурному гипсу и воде сердцевина листа формуется из агента, который способствует его более низкой плотности, такого как наполнитель низкой плотности (например, перлит, заполнитель низкой плотности и т.п.) или вспенивающие агенты. Различные режимы использования вспенивающих агентов хорошо известны в данной области техники. Вспенивающий агент может вводиться для формирования воздушных пустот, распределенных внутри непрерывной кристаллической матрицы затвердевающего гипса. В некоторых вариантах реализации изобретения вспенивающий агент содержит основную массовую часть нестабильного компонента и небольшую массовую часть стабильного компонента (например, когда объединяют нестабильный компонент со смесью стабильного и нестабильного компонентов). Массовое отношение нестабильного компонента к стабильному компоненту является достаточным для формирования распределенных воздушных пустот внутри сердцевины из затвердевшего гипса. См., например, патенты США 5643510, 6342284 и 6632550. В некоторых вариантах реализации изобретения вспенивающий агент содержит алкилсульфатное поверхностно-активное вещество.

[0056] Многие коммерчески известные вспенивающие агенты являются доступными и могут быть использованы в соответствии с вариантами реализации раскрытия, а именно, линейка HYONIC (например, 25AS) продуктов на основе мыла от GEO Specialty Chemicals, Амблер, Пенсильвания. Другие коммерчески доступные мыла включают Polystep В25 от Stepan Company, Нортфилд, Иллинойс. Описанные в данном документе вспенивающие агенты можно использовать отдельно или в комбинации с другими вспенивающими агентами. Пена может быть предварительно образована, а затем добавлена в суспензию штукатурного гипса. Предварительное образование может происходить путем введения воздуха в водный вспенивающий агент. Способы и устройство для получения пены хорошо известны. См., например, патенты США 4518652, 2080009 и 2017022.

[0057] В некоторых вариантах реализации изобретения вспенивающий агент содержит, состоит из или состоит по существу из по меньшей мере одного алкилсульфата, по меньшей мере одного сульфата простого алкилового эфира или любой их комбинации, но по существу не содержит олефина (например, сульфата олефина) и/или алкина. По существу не содержащий олефина или алкина означает, что вспенивающий агент содержит либо (i) 0% мас. олефина и/или алкина от массы штукатурного гипса, либо не содержит олефина и/или алкина, или (ii) неэффективное или (iii) несущественное количество олефина и/или алкин. Примером неэффективного количества является количество ниже порогового количества для достижения намеченной цели использования олефинового и/или алкинового вспенивающего агента, что будет понятно рядовому специалисту в данной области техники. Несущественное количество может быть, например, ниже около 0,001% мас, а именно, ниже около 0,0005% мас, ниже около 0,001% мас, ниже около 0,00001% мас и т.д. от массы штукатурного гипса, как будет понятно рядовому специалисту в данной области техники.

[0058] Некоторые типы нестабильных мыл в соответствии с вариантами реализации раскрытия представляют собой алкилсульфатные поверхностно-активные вещества с переменной длиной цепи и переменными катионами. Подходящая длина цепи может составлять, например, С₈-С₁₂, например, С₈-С₁₀ или С₁₀-С₁₂. Подходящие катионы включают, например, натрий, аммоний, магний или калий. Примеры нестабильных мыл включают, например, додецилсульфат натрия, додецилсульфат магния, децилсульфат натрия, додецилсульфат аммония, додецилсульфат калия, децилсульфат калия, октилсульфат натрия, децилсульфат магния, децилсульфат аммония, их смеси и любые их комбинации.

[0059] Некоторые типы стабильных мыл, в соответствии с вариантами реализации раскрытия, представляют собой алкоксилированные (например, этоксилированные) алкилсульфатные поверхностно-активные вещества с переменной (как правило, более длинной) длиной цепи и переменными катионами. Подходящая длина цепи может составлять, например, С₁₀-С₁₄, например, С₁₂-С₁₄ или С10-С12. Подходящие катионы включают, например, натрий, аммоний, магний или калий. Примеры стабильных мыл включают, например, лауретсульфат натрия, лауретсульфат калия, лауретсульфат магния, лауретсульфат аммония, их смеси и любую их комбинацию. В некоторых вариантах реализации изобретения может использоваться любая комбинация стабильных и нестабильных мыл из этих списков.

[0060] Примеры комбинаций вспенивающих агентов и их добавления при приготовлении продуктов из вспененного гипса раскрыты в патенте США №5643510, который включен в данный документ посредством ссылки. Например, можно комбинировать первый вспенивающий агент, который образует стабильную пену, и второй вспенивающий агент, который образует нестабильную пену. В некоторых вариантах реализации изобретения первый вспенивающий агент представляет собой мыло, например, алкоксилированное алкилсульфатное мыло с длиной алкильной цепи в 8-12 атомов углерода и длиной цепи алкокси-группы (например, этокси) в 1-4 звена. Второй вспенивающий агент необязательно представляет собой неалкоксилированное (например, неэтоксилированное) алкилсульфатное мыло с длиной алкильной цепи в 6-20 атомов углерода, например, в 6-18 или 6-16 атомов углерода. Считается, что регулирование соответствующих количеств этих двух мыл в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения позволяет контролировать структуру вспененного листа до достижения около 100% стабильного мыла или около 100% нестабильного мыла.

[0061] В некоторых вариантах реализации изобретения спирт жирного ряда необязательно может быть добавлен вместе со вспенивающим агентом, например, в предварительно приготовленную смесь для приготовления пены. Это может обеспечить повышение стабильности пены, что позволит лучше контролировать размер и распределение пузырьков пены (воздуха). Спирт жирного ряда может быть любым подходящим алифатическим спиртом жирного ряда. Следует понимать, что, как определено по всему данному документу, «алифатический» относится к алкилу, алкенилу или алкинилу и может быть замещенным или незамещенным, разветвленным или неразветвленным, насыщенным или ненасыщенным, и, в отношении некоторых вариантов реализации изобретения, обозначается с помощью указанных в данном документе углеродных цепей, например С_х-С_у, где х и у представляют собой целые числа. Таким образом, термин алифатический также относится к цепям с замещением гетероатомами, которое сохраняет гидрофобность группы. Спирт жирного ряда может представлять собой индивидуальное соединение или может представлять собой комбинацию двух или более соединений.

[0062] В некоторых вариантах реализации изобретения необязательный спирт жирного ряда представляет собой С₆-С₂₀-спирт жирного ряда (например, С₆-С₁₈, С₆-С₁₆, С₆-С₁₄, С₆-С₁₂, С₆-С₁₀, С₆-С₈, С₈-С₁₆, C₈-C₁₄, С₈-С₁₂, C₈-С₁₀, C₁₀-C₁₆, С₁₀-С₁₄, С₁₀-С₁₂, С₁₂-С₁₆, С₁₂-С₁₄ или С₁₄-С₁₆-алифатический спирт жирного ряда и т.д.). Примеры включают октанол, нонанол, деканол, ундеканол, додеканол или любую их комбинацию. С₁₀-С₂₀-спирт жирного ряда содержит линейную или разветвленную углеродную С₆-С₂₀-цепь и по меньшей мере одну гидроксильную группу. Гидроксильная группа может быть присоединена к любому подходящему положению в углеродной цепи, но предпочтительно она находится у любого концевого углерода или рядом с ним. В определенных вариантах реализации изобретения гидроксильная группа может быть присоединена в α-, β- или γ-положении углеродной цепи, например, С₆-С₂₀-спирт жирного ряда может содержать следующие структурные субъединицы: Таким образом, примерами целевого необязательного спирта жирного ряда в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения являются 1-додеканол, 1-ундеканол, 1-деканол, 1-нонанол, 1-октанол или любая их комбинация.

[0063] В некоторых вариантах реализации изобретения необязательный пеностабилизирующий агент содержит спирт жирного ряда и по существу не содержит алкилоамидов жирных кислот или тауридов карбоновых кислот.В некоторых вариантах реализации изобретения необязательный пеностабилизирующий агент по существу не содержит гликоля, хотя по некоторым вариантам реализации изобретения гликоли могут вводиться, например, для обеспечения более высокого содержания поверхностно-активного вещества. «По существу не содержащий любой из вышеупомянутых ингредиентов» означает, что пеностабилизаторующий агент содержит либо (i) 0% мас. от массы любого из этих ингредиентов, либо (ii) неэффективное, либо (iii) несущественное количество любого из этих ингредиентов. Примером неэффективного количества является количество ниже порогового значения для достижения намеченной цели использования любого из этих ингредиентов, что будет понятно рядовому специалисту в данной области техники. Несущественное количество может составлять, например, ниже около 0,0001% мас, например, ниже около 0,00005% мас, ниже около 0,00001% мас, ниже около 0,000001% мас и т.д. от массы штукатурного гипса, что будет понятно рядовому специалисту в данной области техники.

[0064] Было обнаружено, что подходящего распределения пустот и толщины стенки (независимо) может быть достаточно для улучшения прочности, особенно в листе с более низкой плотностью (например, ниже, чем около 35 фунт/куб.фут). См., например, США 2007/0048490 и 2008/0090068. Пустоты от испаряющейся воды, как правило, имеющие диаметр около 5 мкм или менее, также вносят вклад в общее распределение пустот наряду с вышеупомянутыми воздушными (пенными) пустотами. В некоторых вариантах реализации изобретения объемное отношение пустот с размером пор более около 5 микрон к пустотам с размером пор около 5 микрон или меньше составляет от около 0,5:1 до около 9:1, а именно, например, от около 0,7:1 до около 9:1, от около 0,8:1 до около 9:1, от около 1,4:1 до около 9:1, от около 1,8:1 до около 9:1, от около 2,3:1 до около 9:1, от около 0,7:1 до около 6:1, от около 1,4:1 до около 6:1, от около 1,8:1 до около 6:1, от около 0,7:1 до около 4:1, от около 1,4:1 до около 4:1, от около 1,8:1 до около 4:1, от около 0,5:1 до около 2,3:1, от около 0,7:1 до около 2,3:1, от около 0,8:1 до около 2,3:1, от около 1,4:1 до около 2,3:1, от около 1,8:1 до около 2,3:1 и т.д.

[0065] В данном контексте размер пустот рассчитывается исходя из наибольшего диаметра отдельной пустоты в сердцевине. Наибольший диаметр является таким же, как диаметр Ферета. Наибольший диаметр каждой определенной пустоты может быть получен из изображения образца. Изображения могут быть получены с использованием любой подходящей методики, например, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), которая дает двумерные изображения. На СЭМ-изображении можно измерить большое количество размеров пустот, так что случайность поперечных сечений (пор) пустот может дать средний диаметр. Проведение измерений пустот на нескольких изображениях, случайно расположенных по всей сердцевине образца, может улучшить этот расчет. Кроме того, построение трехмерной стереологической модели сердцевины на основе нескольких двумерных СЭМ-изображений также может улучшить расчет размеров пустот. Другая методика представляет собой рентгеновский КТ-анализ (ХМТ), который дает трехмерное изображение. Другая методика представляет собой оптическую микроскопию, при которой световое контрастирование может помогать в определении, например, глубины пустот. Пустоты можно измерить вручную или с помощью программного обеспечения для анализа изображений, например ImageJ, разработанного NIH. Рядовой специалист в данной области техники поймет, что ручное определение размеров пустот и их распределения по изображениям может быть определено путем визуального наблюдения размеров каждой пустоты. Образец может быть получен путем разрезания гипсокартонного листа.

[0066] Вспенивающий агент может быть введен в суспензию сердцевины в любом подходящем количестве, например, в зависимости от целевой плотности. В некоторых вариантах реализации изобретения вспенивающий агент присутствует в суспензии для формования сердцевины листа, например, в количестве менее около 0,5% от массы штукатурного гипса, а именно, от около 0,01% до около 0,5%, от около 0,01% до около 0,4%, от около 0,01% до около 0,3%, от около 0,01% до около 0,25%, от около 0,01% до около 0,2%, от около 0,01% до около 0,15%, от около 0,01% до около 0,1%, от около 0,02% до около 0,4%, от около 0,02% до около 0,3%, от около 0,02% до около 0,2% и т.д., все от массы штукатурного гипса. Поскольку концентрированный слой имеет более высокую плотность, суспензия для формования концентрированного слоя может быть приготовлена с меньшим количеством пены (или без нее), например, в количестве от около 0,0001% до около 0,05% от массы штукатурного гипса, например, от около 0,0001% до около 0,025% от массы штукатурного гипса, от около 0,0001% до около 0,02% от массы штукатурного гипса или от около 0,001% до около 0,015% от массы штукатурного гипса.

[0067] Спирт жирного ряда, если он вводится, может присутствовать в суспензии сердцевины в любом подходящем количестве. В некоторых вариантах реализации изобретения спирт жирного ряда присутствует в суспензии сердцевины в количестве от около 0,0001% до около 0,03% от массы штукатурного гипса, например, от около 0,0001% до около 0,025% от массы штукатурного гипса, от около 0,0001% от около 0,02% от массы штукатурного гипса или от около 0,0001% до около 0,01% от массы штукатурного гипса. Поскольку суспензия концентрированного слоя может содержать меньше пены или не содержать пену, то в концентрированном слое спирт жирного ряда не требуется, или же он может быть введен в меньшем количестве, а именно, от около 0,0001% до около 0,004% от массы штукатурного гипса, например, от около 0,00001% до около 0,003% от массы штукатурного гипса, от около 0,00001% до около 0,0015% от массы штукатурного гипса или от около 0,00001% до около 0,001% от массы штукатурного гипса.

[0068] Улучшающий агент для придания прочностных свойств, как описано в данном документе, также необязательно может быть введен в суспензию для формования сердцевины листа. В суспензию сердцевины листа также могут быть введены другие ингредиенты, известные в данной области техники, включая, например, ускорители, замедлители и т.д. Ускорители могут находиться в различных формах (например, ускоритель во влажном гипсе, теплостойкий ускоритель и ускоритель, стабилизированный под атмосферные условия). См., например, патенты США 3573947 и 6409825. В некоторых вариантах реализации изобретения, в которых вводится ускоритель и/или замедлитель, каждый из ускорителя и/или замедлителя может находиться в суспензии штукатурного гипса для формования сердцевины листа в количестве, в пересчете на сухое вещество, например, от около 0% до около 10% от массы штукатурного гипса (например, от около 0,1% до около 10%), а именно, например, от около 0% до около 5% от массы штукатурного гипса (например, от около 0,1% до около 5%).

[0069] Кроме того, в некоторых вариантах реализации изобретения сердцевина листа и/или концентрированный слой могут быть дополнительно сформованы по меньшей мере из одного диспергатора для повышения текучести. Диспергаторы могут быть введены в суспензию штукатурного гипса в сухом виде вместе с другими сухими ингредиентами и/или в жидком виде, вместе с другими жидкими ингредиентами. Примеры диспергаторов включают нафталинсульфонаты, такие как полинафталинсульфоновая кислота, ее соли (полинафталинсульфонаты) и производные, которые представляют собой продукты конденсации нафталинсульфоновых кислот и формальдегида; а также поликарбоксилатные диспергаторы, такие как простые поликарбоновые эфиры, например, диспергаторы типа РСЕ211, РСЕ111, 1641, 1641F или РСЕ 2641, например, диспергаторы MELFLUX 2641F, MELFLUX 2651F, MELFLUX 1641F, MELFLUX 2500L (BASF) и СОАТЕХ Ethacryl М, доступные от Coatex, Inc.; и/или лигносульфонаты или сульфонированный лигнин. Лигносульфонаты представляют собой водорастворимые анионные полиэлектролитные полимеры, побочные продукты производства древесной целлюлозы с использованием сульфитной варки. Одним из примеров лигнина, полезного при практическом применении принципов, используемых в вариантах реализации изобретения, является Marasperse С-21, доступный от Reed Lignin Inc.

[0070] Как правило, предпочтительными являются диспергаторы с более низкой молекулярной массой. Что касается нафталинсульфонатных диспергаторов, в некоторых вариантах реализации изобретения они выбираются так, чтобы иметь молекулярную массу от около 3000 до около 10000 (например, от около 8000 до около 10000). В некоторых вариантах реализации изобретения могут использоваться нафталинсульфонаты с более высокой водопотребностью, например, имеющие молекулярную массу выше 10000. В качестве еще одной иллюстрации, для диспергаторов типа РСЕ211 в некоторых вариантах реализации изобретения молекулярная масса, при которой проявляется меньшее замедление, чем у диспергаторов, имеющих молекулярную массу выше 60000, может составлять от около 20000 до около 60000.

[0071] Одним из примеров нафталинсульфоната является DILOFLO, доступный от GEO Specialty Chemicals. DILOFLO представляет собой 45%-ный раствор нафталинсульфоната в воде, хотя также легко доступными являются другие водные растворы, например, в диапазоне от около 35% до около 55% мас.по содержанию твердого вещества. Нафталинсульфонаты могут быть использованы в сухом твердом состоянии или порошкообразном виде, а именно, например, LOMAR D, доступный GEO Specialty Chemicals. Другим примером нафталинсульфоната является DAXAD, доступный от GEO Specialty Chemicals, Амблер, Пенсильвания.

[0072] Диспергатор, если он вводится, может находиться в любом подходящем количестве. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения диспергатор может присутствовать в суспензии концентрированного слоя в количестве, например, от около 0,05% до около 0,5%, например, от около 0,1% до около 0,2% от массы штукатурного гипса, и может присутствовать в суспензии сердцевины листа в количестве, например, от около 0% до около 0,7%, например от 0% до около 0,4% от массы штукатурного гипса.

[0073] В некоторых вариантах реализации изобретения сердцевина листа и/или концентрированный слой могут быть дополнительно сформированы по меньшей мере из одного фосфатсодержащего соединения, если необходимо повысить прочность во влажном виде, стабильность размеров и/или устойчивость к провисанию. Например, фосфатсодержащие компоненты, полезные в некоторых вариантах реализации изобретения, включают водорастворимые компоненты и могут находиться в форме иона, соли или кислоты, а именно, в форме конденсированных фосфорных кислот, каждая из которых содержит два или более звена фосфорной кислоты; солей или ионов конденсированных фосфатов, каждый из которых содержит два или более фосфатных звена; и одноосновных солей или одновалентных ионов ортофосфатов, а также в виде водорастворимой ациклической полифосфатной соли. См., например, патенты США 6342284, 6632550, 6815049 и 6822033.

[0074] Фосфатные композиции, если они вводятся согласно некоторым вариантам реализации изобретения, могут повысить прочность во влажном виде, устойчивость к остаточной деформации (например, провисанию), стабильность размеров и т.д. Прочность во влажном виде относится к прочности листа, пока он еще находится во влажном виде во время производства. Из-за строгих требований производственного процесса без достаточной прочности во влажном виде заготовка листа может быть повреждена на производственной линии.

[0075] Могут использоваться триметафосфатные соединения, включая, например, триметафосфат натрия, триметафосфат калия, триметафосфат лития и триметафосфат аммония. Триметафосфат натрия (ТМФН) является предпочтительным, хотя подходящими могут быть и другие фосфаты, включая, например, тетраметафосфат натрия, гексаметафосфат натрия, содержащий от около 6 до около 27 повторяющихся фосфатных звеньев и имеющий молекулярную формулу Na_n+₂PnO_3n+1, где n=6-27; пирофосфат тетракалия, имеющий молекулярную формулу К₄Р₂О₇; триполифосфат тринатрия-дикалия, имеющий молекулярную формулу Na₃K₂P₃O₁₀; триполифосфат натрия, имеющий молекулярную формулу Na₅P₃O₁₀; пирофосфат тетранатрия, имеющий молекулярную формулу Na₄P₂O₇; триметафосфат алюминия, имеющий молекулярную формулу А1(РО₃)₃; кислый пирофосфат натрия, имеющий молекулярную формулу Na₂H₂P₂O₇; полифосфат аммония, содержащий 1000-3000 повторяющихся фосфатных звеньев и имеющий молекулярную формулу (NH₄)_n+2P_nO_3n+1, где n=1000-3000; или полифосфорную кислоту, содержащую два или более повторяющихся звена фосфорной кислоты и имеющую молекулярную формулу H_n+2P_nO_3n+1, где n равен двум или более.

[0076] Полифосфат, если он вводится, может находиться в любом подходящем количестве. Для иллюстрации, в некоторых вариантах реализации изобретения полифосфат может присутствовать в суспензии концентрированного слоя в количестве, например, от около 0,1% до около 1%, например, от около 0,2% до около 0,4% от массы штукатурного гипса, и присутствовать в суспензии сердцевины листа в количестве, например, от около 0% до около 0,5%, например, от около 0% до около 0,2% от массы штукатурного гипса. Таким образом, диспергатор и полифосфат необязательно могут находиться в любом подходящем количестве в суспензии сердцевины и/или в суспензии концентрированного слоя, так что в некоторых вариантах реализации изобретения суспензия сердцевины содержит более высокий массовый процент диспергатора и/или полифосфата, чем суспензия концентрированного слоя. В альтернативных вариантах реализации изобретения диспергатор и/или полифосфат вводятся в суспензию концентрированного слоя в более высоком массовом процентном содержании, чем в суспензию сердцевины (включая суспензии сердцевины с нулевым содержанием диспергатора и/или полифосфата) (без или с большей концентрацией улучшающей добавки в концентрированном слое).

[0077] Сердцевина листа может иметь любую подходящую плотность, полезную для внесения вклада в целевую общую плотность композитного листа, такую как, например, плотность сердцевины от около 16 фунтов/куб. фут (около 260 кг/м³) до около 40 фунтов/куб. фут, например, от около 18 фунтов/куб. фут до около 40 фунтов/куб. фут, от 18 фунтов/куб. фут до около 38 фунтов/куб. фут, от 18 фунтов/куб. фут до около 36 фунтов/куб. фут, от 18 фунтов/куб. фут до около 32 фунтов/куб. фут, от 20 фунтов/куб. фут до около 40 фунтов/куб. фут, от 20 фунтов/куб. фут до около 36 фунтов/куб. фут, от 20 фунтов/куб. фут до около 32 фунтов/куб. фут, от 22 фунтов/куб. фут до около 40 фунтов/куб. фут, от 22 фунтов/куб. фут до около 36 фунтов/куб. фут, от 22 фунтов/куб. фут до около 32 фунтов/куб. фут, от 26 фунтов/куб. фут до около 40 фунтов/куб. фут, от 26 фунтов/куб. фут до около 36 фунтов/куб. фут или от 26 фунтов/куб. фут до 32 около фунтов/куб. фут. В некоторых вариантах реализации изобретения сердцевина листа имеет еще более низкую плотность, например, около 30 фунтов/куб. фут или менее, около 29 фунтов/куб. фут (около 460 кг/м³) или менее, около 28 фунтов/куб. фут или менее, около 27 фунтов/куб. фут (около 430 кг/м³) или менее, около 26 фунтов/куб. фут или менее и т.д. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения плотность сердцевины составляет от около 12 фунтов/куб. фут (около 190 кг/м³) до около 30 фунтов/куб. фут, от около 14 фунтов/куб. фут (около 220 кг/м³) до около 30 фунтов/куб. фут, от 16 фунтов/куб. фут до около 30 фунтов/куб. фут, от 16 фунтов/куб. фут до около 28 фунтов/куб. фут, от 16 фунтов/куб. фут до около 26 фунтов/куб. фут, от 16 фунтов/куб. фут до около 22 фунтов/куб. фут (около 350 кг/м³), от 18 фунтов/куб. фут до около 30 фунтов/куб. фут, от 18 фунтов/куб. фут до около 28 фунтов/куб. фут, от 18 фунтов/куб. фут до около 26 фунтов/куб. фут, от 18 фунтов/куб. фут до около 24 фунтов/куб. фут, от 20 фунтов/куб. фут до около 28 фунтов/куб. фут, от 20 фунтов/куб. фут до около 26 фунтов/куб. фут, от 20 фунтов/куб. фут до около 24 фунтов/куб. фут, от 22 фунтов/куб. фут до 28 фунтов/куб. фут и т.д.

Концентрированный слой

[0078] Концентрированный слой является «концентрированным» в некоторых вариантах реализации изобретения из-за более высокой плотности и/или наличия улучшающей добавки в суспензии концентрированного слоя в количестве, которое более концентрировано, чем количество по массе, если таковое имеется, той же улучшающей добавки в суспензии сердцевины листа. В некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой имеет плотность по меньшей мере в около 1,1 раза выше плотности сердцевины листа, и/или имеет значительную толщину, например, по меньшей мере около 0,02 дюйма (около 0,05 см).

[0079] Концентрированный слой формуют из суспензии, содержащей воду и вяжущий материал, такой как штукатурный гипс, который гидратируется с образованием затвердевшего гидратированного материала, например, непрерывной кристаллической матрицы затвердевшего гипса, в конечном продукте. В предпочтительных вариантах реализации изобретения вяжущий материал представляет собой штукатурный гипс, а суспензия для формования концентрированного слоя представляет собой суспензию штукатурного гипса. Как отмечалось, суспензия для формования концентрированного слоя дополнительно содержит улучшающую добавку при более высокой относительной массовой концентрации, чем концентрация улучшающей добавки в суспензии для формования сердцевины листа. Суспензия для формования концентрированного слоя может необязательно содержать вспенивающий агент или другой легковесный агент, что описано в данном документе, для получения целевой плотности концентрированного слоя.

В некоторых вариантах реализации изобретения вспенивающий или другой легковесный агент, если он вводится, будет находиться в меньшем количестве в суспензии для формования концентрированного слоя; или вспенивающий агент может быть «выбит» по меньшей мере до некоторой степени, чтобы уменьшить количество пустот в пене, что известно в данной области техники, чтобы достичь целевой более высокой плотности, чем плотность сердцевины листа. Таким образом, формование концентрированного слоя с целевой плотностью с помощью эффективного (или нулевого) количества вспенивающего агента или другого легковесного агента может быть достигнуто, как это описано в данном документе, рядовым специалистом в данной области техники. Другие ингредиенты, такие как ускоритель и замедлитель, при необходимости могут быть добавлены в концентрированный слой, как это описано в данном документе.

[0080] Волокна могут быть дополнительно введены в концентрированный слой в качестве необязательной добавки для улучшения процесса изготовления гипсокартонного листа. В этом отношении, как объясняется в данном документе, концентрированный слой суспензии можно наносить на бумагу, например, с высокой скоростью и с использованием валка или других средств распределения, которые образуют головку суспензии, которая накапливается перед валком, прежде чем она будет равномерно нанесена на бумагу после валка (и в результате чего кромки листа, как правило, формуются из концентрированного слоя суспензии вокруг концов валка). Среда, в которой наносится концентрированный слой, является нестационарной с трехмерными колебаниями, что приводит к образованию волнообразных неровностей на суспензии, в результате чего может происходить относительно большое вовлечение воздуха, что может привести к образованию шероховатой, неравномерной суспензии, которая может привести к дефектам листа, если эту проблему не решить. Такие дефекты могут включать образование больших воздушных карманов, которые называются пустотами или пузырями, а также отслоение бумаги, мягкие и/или твердые кромки и т.д.

[0081] Существуют различные механические и другие способы обработки, доступные для решения проблемы образования волнообразных неровностей по ходу, вызванных неустойчивой окружающей средой процесса, включая использование механических частей для разрушения воздушных карманов, известных в данной области техники, таких как вибраторы на линии, а также разбрызгиватель суспензии, различные средства для опорожнения смесителя, а также корректировка рецептуры, включая соотношение вода/штукатурный гипс, вязкость суспензии и т.д. Однако, как описано в заявке США 15/186176, включенной в данный документ посредством ссылки, одним из методов является добавление волокна в суспензию концентрированного слоя, например, в области головки, где концентрированный слой наносится (в предпочтительном варианте, например, перед валком), в качестве способа образования более гладкой суспензии с меньшими волнообразными неровностями и меньшими воздушными карманами. Не желая ограничиваться какой-либо конкретной теорией, считается, что волокна успешно улучшают реологию суспензии, чтобы гарантировать более плавный поток. Также считается, что волокна улучшают гидродинамические свойства суспензии, так что вязкость, реология и баланс сил между частицами суспензии улучшаются, суспензия более равномерно распределяется на валке для нанесения, а нежелательный вовлеченный воздух легче высвобождается из суспензии.

[0082] Следует понимать, что в концентрированном слое не требуется волокно, такое как стекловолокно. Дефекты, включая пузыри, пустоты, отслоение, некачественные кромки и т.д., можно контролировать другими средствами, включая множество механических или других средств, хорошо известных в данной области техники. Например, под конвейером можно использовать механические вибраторы для удаления больших воздушных карманов в суспензии. Кроме того, понятными являются другие способы механического регулирования или изменения других рабочих характеристик, включая использование разбрасывателей суспензии, распределителей суспензии, средств управления напором и корректировки опорожнения смесителя, линейной скорости, вязкости рецептуры и т.д. Эти примеры механических и других методик могут использоваться отдельно или в сочетании со стеклом для получения приемлемых результатов.

[0083] Волокна могут иметь форму любых подходящих волокон. В некоторых вариантах реализации изобретения волокна могут находиться в форме одного или более из стекловолокон, минеральных волокон, углеродных волокон, бумажных волокон и смесей таких волокон, а также других сопоставимых волокон, обеспечивающих сопоставимые преимущества для процесса и/или конечного продукта В некоторых вариантах реализации изобретения стекловолокна включены в суспензию концентрированного слоя и образованную кристаллическую структуру сердцевины. Стекловолокно является предпочтительным, поскольку оно не впитывает воду.

[0084] В случае некоторых волокон, таких как стекловолокно, в некоторых вариантах реализации изобретения может быть полезно необязательно обрабатывать волокна добавкой проклеивающего агента для улучшения их свойств и обработки. Например, проклеивающие агенты могут позволить проклеить отдельные волокна, например, для изменения покрытия и свойств поверхности, и они, как правило, могут находиться в форме одного или более из органозамещенных силанов, формообразующих агентов, поверхностно-активных веществ, пеногасителей, смазочных веществ и/или стабилизаторов. Рядовому специалисту в данной области техники будет понятно, что точный выбор каждого ингредиента может варьироваться в зависимости от свойств волокна и целевого применения. Например, силаны могут быть, например, на основе аминов, таких как, например, аминопропилтриэтоксисилан или аминоэтиламинопропилтриметоксисилан, на основе винила, такого как, например, винилтриметоксисилан или винилтриацетоксисилан, на основе алкила, такого как метилтриметоксисилан или метилтриэтанол, или их комбинацией.

[0085] Формообразующие агенты часто представляют собой полимеры и могут быть гидрофобными для обеспечения целевых характеристик смачивания и защиты от повреждения между волокнами. Формообразующие агенты могут находиться в форме, например, полиуретанов, поливинилацетатов, сложных полиэфиров, полиалкенов и эпоксидных смол. Необязательно могут быть добавлены катионные смазочные вещества, которые могут находиться в форме алифатических этаноламидов, таких как стеариновый этаноламид или полиэтилениминполиамиды, алкиламидоалкилсультаины или полиэтиленоксид, или любой их комбинации. Поверхностно-активные вещества необязательно могут вводиться для эмульгирования формообразующего агента, например, когда формообразующий агент является гидрофобным. В некоторых вариантах реализации изобретения поверхностно-активное вещество, если оно вводится, является неионогенным или слабо катионным и может находиться в форме амида или другой подходящей форме, например, алкиловых эфиров полиоксиэтиленгликоля, сополимеров полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля, кокамидмоноэтаноламина или любой их комбинации. Пеногасители могут принести пользу, поскольку они контролируют пенообразование с помощью стекловолокна, и можно использовать любой подходящий пеногаситель. Например, подходящие пеногасители могут быть на основе силоксана, масла или полимера, а именно, представлять собой, но не ограничиваться, минеральное масло, воски, этилен-бис-стеарамид, силиконовое масло, пеногасители на основе сополимеров полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля или любые их комбинации. Стабилизаторы обеспечивают преимущество стабилизации рецептуры проклеивающего агента, и можно использовать любой подходящий стабилизатор. В некоторых вариантах реализации изобретения такая добавка, как смазочное вещество, обеспечивает положительный поверхностный заряд, который, как считается, дополнительно улучшает течение суспензии.

[0086] Проклеивающий агент, если он вводиться, может быть добавлен в суспензию для формования концентрированного слоя в любом подходящем количестве. Например, проклеивающий агент может быть находиться в количестве от около 0,02% мас. до около 2% мас. волокон, например, от около 0,05% мас. до около 1% мас. или от около 0,1% мас. до около 1,5% мас. волокон. Что касается массовых процентов ингредиентов, представленных в данном документе, по отношению либо к суспензии сердцевины листа, либо к суспензии концентрированного слоя, в некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой и/или сердцевина листа в конечном листе может содержать указанный ингредиент в количестве в пределах указанных диапазонах. [0087] Волокна (например, стекловолокна) могут иметь любую подходящую длину. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения волокна могут иметь среднюю длину от около 0,125 дюйма (около 0,32 см) до около 1 дюйма (около 2,54 см), например, от около 0,125 дюйма до около 0,75 дюйма (около 1,9 см), от около 0,125 дюйма до около 0,5 дюйма (около 1,3 см), от около 0,125 дюйма до около 0,375 дюйма(около 1 см), от около 0,125 дюйма до около 0,25 дюйма (около 0,6 см), от около 0,25 дюйма до около 1 дюйма, от около 0,25 дюйма до около 0,75 дюйма, от около 0,25 дюйма до около 0,5 дюйма, от около 0,25 дюйма до около 0,375 дюйма, от около 0,375 дюйма до около 1 дюйма, от около 0,375 дюйма до около 0,75 дюйма, от около 0,375 дюйма до около 0,5 дюйма, от около 0,5 дюйма до около 1 дюйма, от около 0,5 дюйма до около 0,75 дюйма или от около 0,75 дюйма до около 1 дюйма.

[0088] Волокна (например, стекловолокна) могут иметь любой подходящий средний диаметр. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения волокна могут иметь средний диаметр от около 5 микрон до около 20 микрон, от около 10 микрон до около 15 микрон, от около 10 микрон до около 20 микрон, от около 8 микрон до около 18 микрон, от около 5 микрон до около 25 микрон, от около 9 микрон до около 20 микрон, от около 10 микрон до около 18 микрон, от около 7 микрон до около 18 микрон, от около 10 микрон до около 25 микрон, диаметр от около 11 до около 17 микрон или диаметр от около 15 микрон до около 17 микрон.

[0089] В некоторых вариантах реализации изобретения такие стекловолокна могут иметь среднюю длину от около 0,5 до около 0,675 дюйма (около 1,7 см) и диаметр от около 13 до около 16 микрон, среднюю длину от около 0,5 до около 0,75 дюйма и диаметр от около 11 до около 17 микрон, или среднюю длину волокна 0,5 дюйма и средний диаметр от около 15,24 микрона до около 16,51 микрона.

[0090] Коэффициент формы волокон относится к длине, деленной на диаметр, и на практике считается, что он влияет на характеристики течения суспензии. Для согласования единиц длину в дюймах можно перевести в микроны, чтобы значения были безразмерными. В некоторых вариантах реализации изобретения предпочтительный коэффициент формы составляет от около 200 до около 2000, например, от около 400 до около 1300, например, от около 800 до около 1500, от около 250 до около 1000, от около 500 до около 1500 или от около 700 до около 1600, от около 800 до около 1400.

[0091] Волокна, такие как стекловолокна, если они вводятся, находятся в суспензии для формования концентрированного слоя в любом подходящем количестве, например, от около 0,1% до около 3%, например, от около 0,13% до около 2,5% или от около 0,5% до около 1% от массы штукатурного гипса, и находятся в сердцевине листа в любом подходящем количестве, например, от около 0% до около 1%, например, от 0% до около 0,5% от массы штукатурного гипса. Если необходимо, волокно (и вышеупомянутые сопутствующие добавки, такие как проклеивающий агент и т.д.) также могут быть введены в сердцевину в любом подходящем количестве, таком как эти перечисленные массовые проценты.

[0092] Желательно, чтобы концентрированный слой имел значительную толщину. В некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой в сухом состоянии имеет существенную толщину, по меньшей мере, около 0,02 дюйма (около 0,05 см), например, от около 0,02 дюйма до около 0,2 дюйма (около 0,5 см). Например, в различных вариантах реализации изобретения концентрированный слой имеет значительную толщину с минимальной толщиной по меньшей мере около 0,025 дюйма (около 0,06 см), по меньшей мере около 0,03 дюйма (около 0,075 см), по меньшей мере около 0,035 дюйма (около 0,09 см), по меньшей мере около 0,04 дюйма (около 0,1 см), по меньшей мере около 0,045 дюйма (около 0,11 см), по меньшей мере около 0,05 дюйма (около 0,13 см), по меньшей мере около 0,055 дюйма (около 0,14 см), по меньшей мере около 0,06 дюйма (около 0,15 см), по меньшей мере около 0,065 дюйма (около 0,17 см), по меньшей мере около 0,07 дюйма (около 0,18 см), по меньшей мере около 0,075 дюйма (около 0,19 см), по меньшей мере около 0,08 дюйма (около 0,2 см), по меньшей мере около 0,085 дюйма (около 0,22 см), по меньшей мере около 0,09 дюйма (около 0,23 см), по меньшей мере около 0,095 дюйма (около 0,24 см), по меньшей мере около 0,1 дюйма (около 0,254 см), по меньшей мере около 0,11 дюйма (около 0,28 см), по меньшей мере около 0,12 дюйма (около 0,3 см), по меньшей мере около 0,13 дюйма (около 0,33 см), по меньшей мере около 0,14 дюйма (около 0,36 см), по меньшей мере около 0,15 дюйма (около 0,38 см) или по меньшей мере около 0,16 дюйма (около 0,41 см); при этом каждый из этих диапазонов имеет подходящий, математически приемлемый верхний предел, такой как, например, около 0,2 дюйма, около 0,185 дюйма (около 0,47 см), около 0,175 дюйма (около 0,45 см), около 0,16 дюйма, около 0,15 дюйма (около 0,38 см), около 0,145 дюйма (около 0,37 см), около 0,13 дюйма, около 0,12 дюйма (около 0,3 см), 0,1 дюйма, около 0,09 дюйма (0,23 см), около 0,08 дюйма, около 0,07 дюйма, около 0,06 дюйма, около 0,055 дюйма, около 0,05 дюйма, около 0,045 дюйма, около 0,04 дюйма, около 0,035 дюйма и т.д.

[0093] Для иллюстрации, но не в качестве ограничения, концентрированный слой в сухом состоянии может иметь толщину от около 0,02 дюйма до около 0,175 дюйма, например, от около 0,02 дюйма до около 0,15 дюйма, от около 0,02 дюйма до около 0,12 дюйма, от около 0,02 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,02 дюйма до около 0,08 дюйма, от около 0,02 дюйма до около 0,055 дюйма, от около 0,02 дюйма до около 0,05 дюйма, от около 0,02 дюйма до около 0,04 дюйма, от около 0,02 дюйма до около 0,03 дюймов, от около 0,03 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,03 дюйма до около 0,175 дюйма, от около 0,03 дюйма до около 0,15 дюйма, от около 0,03 дюйма до около 0,12 дюйма, от около 0,03 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,03 дюйма до около 0,08 дюйма, от около 0,03 дюйма до около 0,055 дюйма, от около 0,03 дюйма до около 0,05 дюйма, от около 0,04 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,04 дюйма до около 0,175 дюйма, от около 0,04 дюйма до около 0,15 дюйма, от около 0,04 дюйма до около 0,12 дюйма, от около 0,04 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,04 дюйма до около 0,08 дюйма, от около 0,04 дюйма до около 0,055 дюйма, от около 0,04 дюйма до около 0,05 дюйма, от около 0,05 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,05 дюйма до около 0,175 дюйма, от около 0,05 дюйма до около 0,15 дюйма, от около 0,05 дюйма до около 0,12 дюйма, от около 0,05 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,05 дюйма до около 0,8 дюйма, от около 0,06 дюйма до около 0,2 дюйма, от около 0,06 дюйма до около 0,175 дюйма, от около 0,06 дюйма до около 0,15 дюйма, от около 0,06 дюйма до около 0,12 дюйма, от около 0,06 дюйма до около 0,1 дюйма, от около 0,06 дюйма до около 0,8 дюйма и т.д.

[0094] Концентрированный слой предпочтительно имеет более высокую плотность в сухом состоянии, чем плотность сердцевины листа, и/или прочность в сухом состоянии. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой имеет плотность по меньшей мере в около 1,1 раза больше плотности сердцевины листа, например, по меньшей мере в около 1,2 раза больше, по меньшей мере в около 1,3 раза больше, по меньшей мере в около 1,4 раза больше, по меньшей мере в около 1,5 раза больше, по меньшей мере в около 1,6 раза больше, по меньшей мере в около 1,7 раза, по меньшей мере в около 1,8 раза больше, по меньшей мере в около 1,9 раза больше, по меньшей мере в около 2 раза и т.д., причем каждый из этих диапазонов имеет подходящий, математически приемлемый верхний предел, такой как, например, в около 3 раза больше, в около 2,9 раза, в около 2,8 раза, в около 2,7 раза больше, в около 2,6 раза больше, в около 2,5 раза больше, в около 2,4 раза больше, в около 2,3 раза больше, в около 2,2 раза больше, в около 2,1 раза, в около 2 раза, в около 1,9 раза, в около 1,8 раза больше, в около 1,7 раза, в около 1,6 раза больше, в около 1,5 раза больше, в около 1,4 раза больше, в около 1,3 раз больше и в около 1,2 раза больше.

[0095] Таким образом, например, концентрированный слой может иметь плотность в сухом состоянии, которая составляет от около 1,1 до около 3 раз больше плотности сердцевины листа, например, от около 1,1 до около 3 раз, от около 1,1 до около 2,7 раз, от около 1,1 до около 2,5 раз, от около 1,1 до около 2,2 раз, от около 1,1 до около 2 раз, от около 1,1 до около 1,7 раз, от около 1,1 до около 1,5 раз, от около 1,1 до около 1,4 раза, от около 1,1 до около 1,3 раза, от около 1,2 до около 3 раз, от около 1,2 до около 2,5 раз, от около 1,2 до около 2,2 раза, от около 1,2 до около 2 раз, от около 1,2 до около 1,7 раза, от около 1,2 до около 1,5 раза от около 1,2 до около 1,4 раз, от около 1,2 до около 1,3 раз, от около 1,3 до около 3 раз, от около 1,3 до около 2,5 раз, от около 1,3 до около 2 раз, от около 1.3 до около 1,7 раза, от около 1,3 до около 1,5 раз, от около 1,3 до около 1,4 раз, от около 1.4 до около 3 раз, от около 1,4 до около 2,5 раз, от около 1,4 до около 2,5 раз, от около 1,4 до около 2 раз, от около 1,4 до около 1,7 раз, от около 1,4 до около 1,6 раз, от около 1,4 до около 1,5 раз, от около 1,5 до около 3 раз, от около 1,5 до около 2,5 раз, от около 1,5 до около 2 раз, от около 1,5 до около 1,8 раз, от около 1,5 до около 1,7 раз, от около 1,5 до около 1,6 раз, от около 1,6 до около 3 раз, от около 1,6 до около 2,5 раза, от около 1,6 до около 2 раз, от около 1,1 до около 1,8 раз, от около 1,7 до около 3 раз, от около 1,7 до около 2.5 раз, от около 1,7 до около 2,2 раза, от около 1,7 до около 2 раз, от около 1,7 до около 1,9 раз, от около 1,8 до около 3 раз, от около 1,8 до около 2,7 раз, от около 1,8 до около 2,5 раз, от около 1,8 до около 2,2 раза, от около 1,8 до около 2 раз, от около 1,9 до около 3 раз, от около 1,9 до около 2,7 раз, от около 1,9 до около 2,5 раз, от около 1,9 до около 2,2 раза, от около 2 до около 3 раз и т.д.

[0096] Композитный гипсокартонный лист может быть составлен таким образом, чтобы демонстрировать любую подходящую разницу плотности в сухом состоянии между концентрированным слоем и сердцевиной листа. В некоторых вариантах реализации изобретения разница в плотности между концентрированным слоем и сердцевиной листа может составлять, по меньшей мере, около 8 фунт/куб. фут (около 130 кг/м³). Например, в некоторых вариантах реализации изобретения разница плотности в сухом состоянии между концентрированным слоем и связующим слоем может составлять по меньшей мере около 10 фунтов/куб. фут, по меньшей мере около 12 фунтов/куб. фут, по меньшей мере около 14 фунтов/куб. фут, по меньшей мере около 16 фунтов/куб. фут, по меньшей мере около 18 фунтов/куб. фут, по меньшей мере около 20 фунтов/куб. фут и т.д. В некоторых вариантах реализации разница в плотности между концентрированным слоем и сердцевиной платы составляет от около 8 фунтов/куб. фут до около 50 фунтов/куб. фут, например от около 8 фунтов/куб. фут до около 45 фунтов/куб. фут (около 720 кг/м³), от около 8 фунтов/куб. фут до около 40 фунтов/куб. фут, от около 8 фунтов/куб. фут до около 35 фунтов/куб. фут, от 8 фунтов/куб. фут до около 30 фунтов/куб. фут, от около 8 фунтов/куб. фут до около 25 фунтов/куб. фут (около 400 кг/м³), от около 8 фунтов/куб. фут до около 20 фунтов/куб. фут, около 8 фунтов/куб. фут до около 15 фунтов/куб. фут (около 240 кг/м³), от около 8 фунтов/куб. фут до около 12 фунтов/куб. фут, от около 10 фунтов/куб. фут (около 160 кг/м³) до около 50 фунтов/куб. фут, от около 10 фунтов/куб. фут до около 45 фунтов/куб. фут, от около 10 фунтов/куб. фут около до 40 фунтов/куб. фут, от около 10 фунтов/куб. фут до около 35 фунтов/куб. фут, от около 10 фунтов/куб. фут до около 30 фунтов/куб. фут, от около 10 фунтов/куб. фут до около 25 фунтов/куб. фут, от около 10 фунтов/куб. фут до около 20 фунтов/куб. фут, от около 10 фунтов/куб. фут до около 15 фунтов/куб. фут, от около 15 фунтов/куб. фут до около 50 фунтов/куб. фут (около 800 кг/м³), от около 15 фунтов/куб. фут до около 45 фунтов/куб. фут, от около 15 фунтов/куб. фут до около 40 фунтов/куб. фут, от около 15 фунтов/куб. фут до около 35 фунтов/куб. фут, от около 15 фунтов/куб. фут до около 30 фунтов/куб. фут, от около 15 фунтов/куб. фут до около 25 фунтов/куб. фут, от около 15 фунтов/куб. фут до около 20 фунтов/куб. фут, от около 20 фунтов/куб. фут до около 50 фунтов/куб. фут, от около 20 фунтов/куб. фут до около 45 фунтов/куб. фут, от около 20 фунтов/куб. фут до около 40 фунтов/куб. фут, от около 20 фунтов/куб. фут до около 35 фунтов/куб. фут, от около 20 фунтов/куб. фут до около 30 фунтов/куб. фут, от около 20 фунтов/куб. фут до около 25 фунтов/куб. фут, от около 25 фунтов/куб. фут до около 35 фунтов/куб. фут, от около 25 фунтов/куб. фут до около 30 фунтов/куб. фут и т.д.

[0097] Концентрированный слой может иметь любую подходящую плотность в сухом состоянии, чтобы соответствовать целевым параметрам вариантов реализации изобретения, описанных в данном документе. В некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой имеет плотность в сухом состоянии от около 28 фунтов/куб.фут до около 70 фунтов/куб.фут (около 1120 кг/м³), а именно, от около 28 фунтов/куб.фут до около 65 фунтов/куб.фут (около 1040 кг/м³), от около 28 фунтов/куб.фут до около 60 фунтов/куб. фут (около 960 кг/м³), от около 28 фунтов/куб. фут до около 55 фунтов/куб. фут (около 880 кг/м³), от около 28 фунтов/куб. фут до около 50 фунтов/куб. фут, от около 28 фунтов/куб. фут до около 45 фунтов/куб. фут, от около 28 фунтов/куб. фут до около 40 фунтов/куб. фут, от около 28 фунтов/куб. фут до около 35 фунтов/куб. фут, от около 34 фунтов/куб. фут до около 70 фунтов/куб. фут, от около 34 фунтов/куб. фут до около 65 фунтов/куб. фут, от около 34 фунтов/куб. фут до около 60 фунтов/куб. фут, от около 34 фунтов/куб. фут до около 55 фунтов/куб. фут, от около 34 фунтов/куб. фут до около 50 фунтов/куб. фут, от около 34 фунтов/куб. фут до около 45 фунтов/куб. фут, от около 34 фунтов/куб. фут до около 40 фунтов/куб. фут, от около 38 фунтов/куб. фут до около 70 фунтов/куб. фут, от около 38 фунтов/куб. фут до около 65 фунтов/куб. фут, от около 38 фунтов/куб. фут до около 60 фунтов/куб. фут, от около 38 фунтов/куб. фут до около 55 фунтов/куб. фут, от около 38 фунтов/куб. фут до около 50 фунтов/куб. фут, от около 38 фунтов/куб. фут до около 45 фунтов/куб. фут, от около 40 фунтов/куб. фут до около 70 фунтов/куб. фут, от около 40 фунтов/куб. фут до около 65 фунтов/куб. фут, от около 40 фунтов/куб. фут до около 60 фунтов/куб. фут, от около 40 фунтов/куб. фут до около 55 фунтов/куб. фут, от около 40 фунтов/куб. фут до около 50 фунтов/куб. фут, от около 40 фунтов/куб. фут до около 45 фунтов/куб. фут или от около 36 фунтов/куб. фут до около 38 фунтов/куб. фут.

[0098] Концентрированный слой, как правило, имеет значение жесткости в сухом состоянии, превышающее значение жесткости в сухом состоянии сердцевины листа. Как уже отмечалось, по данному документу, модуль упругости Юнга можно использовать в качестве меры жесткости в сухом состоянии. В некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой в сухом состоянии имеет модуль Юнга по меньшей мере в около 1,5 раза выше модуля Юнга сердцевины листа, например, в 2 раза выше модуля Юнга сердцевины листа, а именно, например, от около 2 раз до около 10 раз, от около 2 раз до около 8 раз, от около 2 раз до около 6 раз, от около 2 раз до около 4 раз, от около 3 раз до около 10 раз, от около 3 раз до около 8 раз, от около 3 раз до около 6 раз, от около 3 раз до около 5 раз, от около 4 раз до около 10 раз, от около 4 раз до около 8 раз, от около 4 раз до около 6 раз, от около 5 раз до около 10 раз, от около 5 раз до около 8 раз, от около 6 раз до около 10 раз, от около 6 раз до около 8 раз и т.д. В некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой имеет значение жесткости, которое ближе к значению жесткости верхнего и/или нижнего покровного листа, чем к жесткости сердцевины листа, если каждое значение жесткости измеряется по модулю Юнга. В некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой имеет значение жесткости по модулю Юнга, которое составляет от около 0,1 до около 0,5 модуля Юнга по меньшей мере для одного из покровных листов.

Покровные листы

[0099] Покровные листы могут иметь любую подходящую форму. Следует понимать, что в отношении покровных листов термины «лицевой» и «верхний» лист используются в данном документе взаимозаменяемо, в то время как термины «тыльный» и «нижний», аналогично, используются в данном документе взаимозаменяемо. Например, покровные листы могут содержать целлюлозные волокна, стекловолокна, керамические волокна, минеральную вату или комбинацию вышеупомянутых материалов. Один или оба листа могут состоять из отдельных листов или множества листов. В предпочтительных вариантах реализации изобретения покровные листы содержат целлюлозное волокно. Например, в качестве тыльного листа можно использовать лист бумаги, такой как манильская бумага или крафт-бумага. Подходящая бумага для покровного листа включает 7-слойную Manila и 3-слойную News-Line, или 7-слойную бумагу, доступную от United States Gypsum Corporation, Чикаго, Иллинойс; 3-слойную Gray-Back и 3-слойную Manila Ivory, доступную от International Paper, Ньюпорт, Индиана; и плотную бумагу Manila и бумагу МН Manila НТ (высокопрочную), доступную от United States Gypsum Corporation, Чикаго, Иллинойс. Типичной бумагой для покровного листа является 5-слойная NewsLine. В некоторых вариантах реализации изобретения тыльный лист может необязательно содержать перфорацию, например, булавочные отверстия. Такие перфорации облегчают сушку в печи, обеспечивая выход пара, образующегося в процессе нагрева.

[0100] Кроме того, бумага (например, целлюлозная) может содержать любой другой материал или комбинацию материалов. Например, один или оба листа, в частности лицевой (верхний) лист, могут содержать поливиниловый спирт, борную кислоту или полифосфат, как это описано в данном документе (например, триметафосфат натрия), для улучшения прочности бумаги. В некоторых вариантах реализации изобретения бумага может контактировать с раствором одного или более из поливинилового спирта, борной кислоты и/или полифосфата, так что бумага по меньшей мере частично смачивается. В некоторых вариантах реализации изобретения бумага может быть по меньшей мере частично насыщенной. В некоторых вариантах реализации изобретения поливиниловый спирт, борная кислота и/или полифосфат могут проникать в волокна бумаги. Раствор поливинилового спирта, борной кислоты и/или полифосфата может находиться в любом подходящем количестве и может быть нанесен любым подходящим способом, как это будет понятно в данной области техники. Например, раствор может иметь вид от около 1% до около 5% по массе твердых веществ каждого ингредиента в воде, выбранного из поливинилового спирта, борной кислоты и/или полифосфата, которые могут быть добавлены в одном растворе или, при необходимости, во множестве растворов.

[0101] В некоторых вариантах реализации изобретения один или оба листа могут содержать стекловолокно, керамическое волокно, минеральную вату или комбинацию вышеупомянутых материалов. Один или оба листа по данному раскрытию могут быть в целом гидрофильными, что означает, что лист по меньшей мере частично способен адсорбировать молекулы воды на поверхности листа и/или поглощать молекулы воды в середину листа.

[0102] В других вариантах реализации изобретения покровные листы могут «по существу не содержать» стекловолокон, керамических волокон, минеральной ваты или их смеси, что означает, что покровные листы содержат либо (i) 0% мас. от массы листа, или не содержать таких стекловолокон, керамических волокон, минеральной ваты или их смеси, или (ii) неэффективное, или (iii) несущественное количество стекловолокон, керамических волокон, минеральной ваты или их смеси. Примером неэффективного количества является количество ниже порогового для достижения намеченной цели использования стекловолокна, керамических волокон, минеральной ваты или их смеси, как это будет понятно рядовому специалисту в данной области. Несущественное количество может быть, например, ниже около 5% мас, например, ниже около 2% мас, ниже около 1% мас, ниже около 0,5% мас, ниже около 0,2% мас, ниже около 0,1% мас или ниже около 0,01% мас от массы штукатурного гипса, что будет понятно рядовому специалисту в данной области. Однако, если это необходимо в альтернативных вариантах реализации изобретения, такие ингредиенты могут быть введены в покровные листы.

[0103] В некоторых вариантах реализации изобретения теплопроводность верхнего и/или нижнего листа составляет менее около 0,1 В/(мК). Например, теплопроводность верхнего и/или нижнего листа составляет менее около 0,05 Вт/(мК).

[0104] При необходимости, в некоторых вариантах реализации изобретения один или оба покровных листа могут необязательно содержать любое подходящее количество неорганического соединения или смеси неорганических соединений, которое должным образом придает большую огнестойкость, если требуются такие свойства. Примеры подходящих неорганических соединений включают тригидрат алюминия и гидроксид магния. Например, покровные листы могут содержать любое неорганическое соединение или смесь неорганических соединений с высоким содержанием кристаллизационной воды, или любое соединение, которое выделяет воду при нагревании. В некоторых вариантах реализации изобретения количество неорганического соединения или всей смеси неорганических соединений в листе находится в диапазоне от около 0,1% до около 30% от массы листа. Неорганическое соединение или неорганические соединения, используемые в листе, могут иметь любой подходящий размер частиц или подходящее распределение частиц по размерам.

[0105] Тригидрат алюминия (ТГА), также известный как тригидрат оксида алюминия и гидратированный оксид алюминия, может повысить огнестойкость из-за содержания в нем кристаллизационной или конституционной воды. В некоторых вариантах реализации изобретения ТГА можно добавлять в количестве от около 5% до около 30% от общей массы листа. ТГА, как правило, очень стабилен при комнатной температуре. При температурах выше около от 180°С до 205°С ТГА, как правило, подвергается эндотермическому разложению с выделением водяного пара. Теплота разложения таких добавок ТГА превышает около 1000 Дж/грамм, а в одном варианте реализации изобретения - около 1170 Дж/грамм. Не ограничиваясь теорией, считается, что добавка ТГА разлагается при нагревании выше 205°С с выделением около 35% кристаллизационной воды в виде водяного пара в соответствии со следующим уравнением: А1(ОН)₃→Al₂O₃+3Н₂О.

[0106] Покровный лист, содержащий неорганические частицы с высоким содержанием воды, такие как ТГА, может повысить огнестойкость композитного листа. В некоторых вариантах реализации изобретения в лист вводят неорганическое соединение или смесь соединений. Покровный лист, такой как бумага, содержащая ТГА, может быть приготовлен путем первоначального разбавления целлюлозного волокна в воде до консистенции около 1%, и последующего смешивания с частицами ТГА в заданном соотношении. Смесь можно вылить в форму, на дне которой может находиться проволочная сетка для слива воды. После слива волокна и частицы ТГА остаются на проволоке. Влажный лист можно перенести на промокательную бумагу и высушить при температуре от около 200 до 360°F. [0107] В некоторых вариантах реализации изобретения, описывающих введение в покровный лист или в суспензию штукатурного гипса, например, частицы ТГА размером менее около 20 мкм являются предпочтительными, но можно использовать любой подходящий источник или сорт ТГА. Например, ТГА можно получить от коммерческих поставщиков, таких как Huber, под торговыми марками SB 432 (10 мкм) или Hydral® 710 (1 мкм).

[0108] В некоторых вариантах реализации изобретения покровный лист может содержать гидроксид магния. В этих вариантах реализации изобретения добавка гидроксида магния предпочтительно имеет теплоту разложения более около 1000 Дж/грамм, а именно, около 1350 Дж/грамм, при температуре от 180°С до 205°С или выше. В таких вариантах реализации изобретения может быть использован любой подходящий гидроксид магния, например, коммерчески доступный от поставщиков, включая Akrochem Corp., Акрона, Огайо.

[0109] В других вариантах реализации изобретения покровные листы могут «по существу не содержать» неорганических соединений, таких как ТГА, гидроксид магния или их смеси, что означает, что покровные листы содержат либо (i) % 0 мас.от массы листа или не содержат таких неорганических соединений, как ТГА, гидроксид магния или их смеси, либо (ii) неэффективное или (iii) несущественное количество неорганических соединений, таких как ТГА, гидроксид магния или их смесь. Примером неэффективного количества является количество ниже порогового количества для достижения намеченной цели использования неорганических соединений, таких как ТГА, гидроксид магния или их смеси, как это будет понятно рядовому специалисту в данной области. Несущественное количество может быть, например, ниже около 5% мас., например, ниже около 2% мас., ниже около 1% мас., ниже около 0,5% мас., ниже около 0,1% мас., ниже около 0,05% мас., ниже около 0,01% мас. и т.д.

[0110] Покровные листы также могут иметь любую подходящую общую толщину. В некоторых вариантах реализации изобретения по меньшей мере один из покровных листов имеет относительно большую толщину, например толщину по меньшей мере около 0,014 дюйма. В некоторых вариантах реализации изобретения предпочтительно, чтобы толщина была еще большей, например, по меньшей мере около 0,015 дюйма, по меньшей мере около 0,016 дюйма, по меньшей мере около 0,017 дюйма, по меньшей мере около 0,018 дюйма, по меньшей мере около 0,019 дюйма, по меньшей мере около 0,020 дюйма, по меньшей мере около 0,021 дюйма, по меньшей мере около 0,022 дюйма или по меньшей мере около 0,023 дюйма. Может быть принят любой подходящий верхний предел для этих диапазонов, например, верхний предел диапазона около 0,030 дюйма, около 0,027 дюйма, около 0,025 дюйма, около 0,024 дюйма, около 0,023 дюйма, около 0,022 дюйма, около 0,021 дюйма, около 0,020 дюйма, около 0,019 дюйма, около 0,018 дюйма и т.д. Общая толщина листа относится к сумме толщин каждого листа, прикрепленного к гипсовому листу.

[0111] Покровные листы могут иметь любую подходящую плотность. В некоторых вариантах реализации изобретения по меньшей мере один из покровных листов, например верхний (лицевой) покровный лист, имеет плотность, которая равна или превышает плотность концентрированного слоя. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения, по меньшей мере один или оба покровных листа имеют плотность по меньшей мере около 36 фунтов/куб. фут, например, от около 36 фунтов/куб. фут до около 46 фунтов/куб. фут, от около 36 фунтов/куб. фут до около 44 фунтов/куб. фут, от около 36 фунтов/куб. фут до около 42 фунтов/куб.фут, от около 36 фунтов/куб. фут до около 40 фунтов/куб. фут, от около 38 фунтов/куб.фут до около 46 фунтов/куб.фут, от около 38 фунтов/куб.фут до около 44 фунтов/куб.фут, от около 38 фунтов/куб.фут до около 42 фунтов/куб.фут и т.д.

[0112] Покровный лист может иметь любую подходящую массу. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения могут использоваться покровные листы с более низкой основной массой (например, сформованные из бумаги), а именно, например, по меньшей мере около 33 фунтов/1000 кв. футов (около 160 г/м²), например, от около 33 фунтов/1000 кв. футов до около 65 фунтов/1000 кв. футов (около 320 г/м²), от около 33 фунтов/1000 кв. футов до около 60 фунтов/1000 кв. футов (около 290 г/м²), от 33 фунтов/1000 кв. футов до около 58 фунтов/1000 кв. футов (около 280 г/м²), от около 33 фунтов/1000 кв. футов до около 55 фунтов/1000 кв. футов (около 270 г/м²), от около 33 фунтов/1000 кв. футов до около 50 фунтов/1000 кв. футов (около 240 г/м²), от около 33 фунтов/1000 кв. футов до около 45 фунтов/1000 кв. футов (около 220 г/м²) и т.д., или менее около 45 фунтов/1000 кв. футов. В других вариантах реализации изобретения один или оба покровных листа имеют основную массу от около 38 фунтов/1000 кв. футов (около 190 г/м²) до около 65 фунтов/1000 кв. футов, от около 38 фунтов/1000 кв. футов до около 60 фунтов/1000 кв. футов, от около 38 фунтов/1000 кв. футов до около 58 фунтов/1000 кв. футов, от около 38 фунтов/1000 кв. футов до около 55 фунтов/1000 кв. футов, от около 38 фунтов/1000 кв. футов до около 50 фунтов/1000 кв. футов, или от около 38 фунтов/1000 кв. футов до около 45 фунтов/1000 кв. футов.

[0113] Однако, при необходимости, в некоторых вариантах реализации изобретения может быть использована более высокая основная масса, например, для дополнительного повышения сопротивления выдергиванию гвоздей или для упрощения обработки, например, для достижения необходимых тактильных характеристик для конечных пользователей. Следовательно, один или оба покровных листа могут иметь основную массу, составляющую, например, по меньшей мере около 45 фунтов/1000 кв. футов (например, от около 45 фунтов/1000 кв. футов до около 65 фунтов/1000 кв. футов, от около 45 фунтов/1000 кв. футов до около 60 фунтов/1000 кв. футов, от около 45 фунтов/1000 кв. футов до около 55 фунтов/1000 кв. футов, от около 50 фунтов/1000 кв. футов до около 65 фунтов/1000 кв. футов, от около 50 фунтов/1000 кв. футов до около 60 фунтов/1000 кв. футов и т.д.). При необходимости, в некоторых вариантах реализации изобретения один покровный лист (например, «лицевая» бумажная сторона после установки) может иметь вышеупомянутую более высокую основную массу, например, для повышения сопротивления выдергиванию гвоздей и для улучшения обработки, при этом другой покровный лист (например, «тыльный» лист после установки листа) может иметь несколько меньшую базовую массу, если это необходимо (например, базовую массу менее 45 фунтов/1000 кв. футов, например, от около 33 фунтов/1000 кв. футов до 45 фунтов/1000 кв. футов или от около 33 фунтов/1000 кв. футов до около 40 фунтов/1000 кв. футов).

Улучшающая добавка

[0114] Улучшающая добавка обеспечивает целевые прочностные свойства. В предпочтительных вариантах реализации изобретения улучшающая добавка более сконцентрирована в суспензии концентрированного слоя, чем в суспензии сердцевины листа (и/или конечных слоев в гипсокартонном продукте), что обсуждается в данном документе. Примеры подходящих улучшающих добавок, помогающих обеспечить прочность, включают крахмал, поливиниловый спирт, борную кислоту, гипс-цемент, наноцеллюлозу, микроцеллюлозу или любую их комбинацию. Использование термина "улучшающая добавка" в данном документе в единственном числе приведено для удобства, но понятно, что оно охватывает множественное число, т.е. более чем одну улучшающую добавку в комбинации, что легко поймет рядовой специалист в данной области техники. Таким образом, улучшающая добавка может содержать один или более из крахмала, поливинилового спирта, борной кислоты, гипса-цемента, наноцеллюлозы и/или микроцеллюлозы.

[0115] В некоторых вариантах реализации изобретения улучшающая добавка содержит ингредиент, такой как крахмал, который эффективен для увеличения прочности композитного гипсокартонного листа в сухом состоянии по сравнению с прочностью композитного листа без такого ингредиента, как крахмал (например, за счет увеличения прочности на сжатие, сопротивления выдергиванию гвоздей, прочности на изгиб, средней твердости гипсовые слоев отдельно или в совокупности, или другого параметра прочности). Что касается крахмала, можно использовать любой подходящий крахмал, повышающий прочность, включая гидроксиалкилированные крахмалы, такие как гидроксиэтилированный или гидроксипропилированный крахмал или их комбинацию, сырые крахмалы или прежелатинизированные крахмалы, которые обычно предпочтительнее, чем кислотно-модифицированные мигрирующие крахмалы, которые, как правило, обеспечивают усиление связи бумаги и сердцевины, но не улучшение прочности сердцевины. Однако, при необходимости, в некоторых вариантах реализации изобретения может вводиться кислотно-модифицированный мигрирующий крахмал вместе с улучшающей добавкой.

[0116] Крахмал может быть приготовленным или сырым. Сырые крахмалы характеризуются как нерастворимые в холодной воде и имеющие полукристаллическую структуру. Как правило, сырые крахмалы получают мокрым размолом, и они не модифицируются нагреванием мокрого крахмала, как в случае приготовленных крахмалов. Приготовленные крахмалы характеризуются как растворимые в холодной воде и имеющие некристаллическую структуру. Приготовленные крахмалы получают нагреванием мокрого крахмала, а также могут быть получены, например, методами экструзии. См., например, совместно рассматриваемые патентные заявки США 14/494547, 14/044582 и 13/835002, методы экструзии из которых включены посредством ссылки.

[0117] Приготовленные крахмалы иногда именуются прежелатинизированными крахмалами, поскольку кристаллическая структура гранул крахмала плавится и приводит к желатинизации крахмала, которая характеризуется исчезновением двулучепреломления под микроскопом с поляризованным светом. Предпочтительные крахмалы, будь-то сырые или приготовленные, отличаются от кислотно-модифицированных мигрирующих крахмалов, которые не придают таких же прочностных свойств и используются в данной области техники для улучшения сцепления бумаги с сердцевиной, поскольку они мигрируют к границе раздела бумаги и сердцевины из-за их меньшей длины цепи. Кислотно-модифицированные мигрирующие крахмалы имеют минимальную молекулярную массу, как правило, ниже, чем около 6000 Дальтон. В некоторых вариантах реализации изобретения предпочтительные крахмалы в соответствии с вариантами реализации раскрытия имеют более высокие молекулярные массы, например, по меньшей мере около 30000 дальтон.

[0118] Например, в некоторых вариантах реализации изобретения крахмал, добавляемый к суспензии концентрированного слоя, может иметь молекулярную массу от около 30000 Дальтон до около 150000000 Дальтон, например, от около 30000 Дальтон до около 150000000 Дальтон, от около 30000 Дальтон до около 100000000 Дальтон, от около 30000 Дальтон до около 50000000 Дальтон, от около 30000 Дальтон до около 10000000 Дальтон, от около 30000 Дальтон до около 5000000 Дальтон, от около 30000 Дальтон до около 1000000 Дальтон, от около 30000 Дальтон до около 500000 Дальтон, от около 30000 Дальтон до около 100000 Дальтон, от около 50000 Дальтон до около 150000000 Дальтон, от около 50000 Дальтон до около 100000000 Дальтон, от около 50000 Дальтон до около 50000000 Дальтон, от около 50000 Дальтон до около 10000000 Дальтон, от около 50000 Дальтон до около 5000000 Дальтон, от около 50000 Дальтон до около 1000000 Дальтон, от около 50000 Дальтон до около 500000 Дальтон, от около 50000 Дальтон до около 100000 Дальтон, от около 100000 Дальтон до около 150000000 Дальтон, от около 100000 Дальтон до около 100000000 Дальтон, от около 100000 Дальтон до около 50000000 Дальтон, от около 100000 Дальтон до около 10000000 Дальтон, от около 100000 Дальтон до около 5000000 Дальтон, от около 100000 Дальтон до около 100000 Дальтон, от около 100000 Дальтон до около 500000 Дальтон или от около 100000 Дальтон до около 100000 Дальтон и т.д. [0119] Свойства сырых крахмалов включают низкую вязкость в холодной воде (т.е., при температуре 77°F (25°С)), в отличие от свойств прежелатинизированных крахмалов, включающих их мгновенную высокую вязкость в холодной воде. Сырые крахмалы обычно имеют вязкость в холодной воде, измеренную с помощью модифицированного метода экспресс-анализа вязкости, около 10 сантипуаз или менее (например, от около 1 сантипуаз до около 10 сантипуаз, например, от около 3 сантипуаз до около 7 сантипуаз). Метод экспресс-анализа вязкости разъяснен в тексте Deffenbaugh, L.B. and Walker, С.Е., "Comparison of Starch Pasting Properties in the Brabender Viscoamylograph and the Rapid Visco-Analyzer," Cereal Chemistry, Vol.66, No. 6, pp.493-499 (1989), и модифицирован, как это определено в данном документе, в отношении подготовки образцов и профиля испытания следующим образом. Крахмал (20 г, сухой) в течение 15 секунд добавляют в воду (180 г), помещенную в блендер Waring (модель 31BL92), при перемешивании с низкой скоростью. Раствор крахмала (28 г) отвешивают в мерный стаканчик. Скорость вращения лопастей экспресс-анализатора вязкости установлена на 160 об/мин. Профиль испытания установлен на начальную температуру 25°С в течение 10 мин. Температуру увеличивают до 93°С при скорости нагрева 15°С/мин. Температуру поддерживают на уровне 93°С в течение 5 мин. Температуру уменьшают до 50°С при скорости охлаждения -15°С/мин; и поддерживают на 50°С в течение 1 мин. Значение вязкости, измеренное через 30 секунд, используется как вязкость крахмала.

[0120] Прежелатинизированные крахмалы имеют «мгновенную» высокую вязкость в холодной воде, потому что крахмал имеет тенденцию мгновенно растворяться в воде. Приготовленные или прежелатинизированные крахмалы, как правило, имеют вязкость в холодной воде, измеренную в соответствии с модифицированным методом экспресс-анализа вязкости, по меньшей мере около 100 сантипуаз (например, от около 50 сантипуаз до около 1000 сантипуаз, а именно, от около 350 сантипуаз до около 1000 сантипуаз).

[0121] В некоторых вариантах реализации изобретения выбирают сырые крахмалы, потому что они легко смешиваются с водой. Это происходит из-за их низкой вязкости в воде. Прежелатинизированные крахмалы иногда могут вызывать образование «рыбьего глаза», которое представляет собой состояние, которое характеризуется одним или большим количеством крупных комков, которые образуются в водном растворе в процессе смешивания. Не желая привязываться к какой-либо конкретной теории, полагают, что в процессе смешивания образование больших комков вызвано быстрым поглощением воды крахмалом с образованием вязкой пленки на поверхности комка, которая препятствует проникновению воды в комок. Считается, что для сырых крахмалов исключено состояние рыбьего глаза из-за их нерастворимости в холодной воде, что приводит к разделению гранул крахмала. Однако следует понимать, что прежелатинизированные крахмалы можно использовать в соответствии с вариантами реализации раскрытия, поскольку они желательны для обеспечения функциональных групп, которые делают возможным образование водородных связей между крахмалом и кристаллами гипса.

[0122] Примеры подходящих сырых крахмалов включают, но не ограничиваются ими, один или более из природных зерновых крахмалов, природных корневых крахмалов, природных клубневых крахмалов и/или химически модифицированных крахмалов, с конкретными характерными примерами, включающими, например, кукурузный крахмал (обычный, восковой и/или с высоким содержанием амилозы), пшеничный крахмал типа А, пшеничный крахмал типа В, гороховый крахмал, кислотно-модифицированные крахмалы с молекулярной массой по меньшей мере около 30000 Дальтон, замещенные крахмалы, имеющие замещенные группы (например, ацетатную, фосфатную, гидроксиэтильную, гидроксипропильную) на гидроксильных группах крахмала или любую их комбинацию. В некоторых вариантах реализации изобретения сырой крахмал не включает гороховый крахмал.

[0123] Любой подходящий прежелатинизированный крахмал может быть введен в улучшающую добавку, как это описано в US 2014/0113124 А1 и US 2015/0010767-А1, которые включают в себя описанные способы его получения и целевые диапазоны вязкости. Прежелатинизированный крахмал, если он вводится, может иметь любую подходящую вязкость. В некоторых вариантах реализации изобретения прежелатинизированный крахмал представляет собой крахмал со средней вязкостью, измеренной согласно методу испытания измерения вязкости (ИИВ) (VMA), известному в данной области техники, и изложенному, например, в US 2014/0113124 А1, метод ИИВ которого включен в данный документ посредством ссылки.

[0124] Целевые прежелатинизированные крахмалы в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения могут иметь среднюю вязкость, например, измеренную в растворе с 15% мас. крахмала в воде, от около 20 сантипуаз до около 700 сантипуаз, например, от около 20 сантипуаз до около 600 сантипуаз, от около 20 сантипуаз до около 500 сантипуаз, от около 20 сантипуаз до около 400 сантипуаз, от около 20 сантипуаз до около 300 сантипуаз, от около 20 сантипуаз до около 200 сантипуаз, от около 20 сантипуаз до около 100 сантипуаз, от около 30 сантипуаз до около 700 сантипуаз, от около 30 сантипуаз до около 600 сантипуаз, от около 30 сантипуаз до около 500 сантипуаз, от около 30 сантипуаз до около 400 сантипуаз, от около 30 сантипуаз до около 300 сантипуаз, от около 30 сантипуаз до около 200 сантипуаз, от около 30 до около 100 сантипуаз, от около 50 сантипуаз до около 700 сантипуаз, от около 50 сантипуаз до около 600 сантипуаз, от около 50 сантипуаз до около 500 сантипуаз, от около 50 сантипуаз до около 400 сантипуаз, от около 50 сантипуаз до около 300 сантипуаз, от около 50 сантипуаз до около 200 сантипуаз, от около 50 сантипуаз до около 100 сантипуаз, от около 70 сантипуаз до около 700 сантипуаз, от около 70 сантипуаз до около 600 сантипуаз, от около 70 сантипуаз до около 500 сантипуаз, от около 70 сантипуаз до около 400 сантипуаз, от около 70 сантипуаз до около 300 сантипуаз, от около 70 сантипуаз до около 200 сантипуаз, от около 70 сантипуаз до около 100 сантипуаз, от около 100 сантипуаз до около 700 сантипуаз, от около 100 сантипуаз до около 600 сантипуаз, от около 100 сантипуаз до около 500 сантипуаз, от около 100 сантипуаз до около 400 сантипуаз, от около 100 сантипуаз до около 300 сантипуаз, от около 100 до около 200 сантипуаз и т.д.

[0125] В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения прежелатинизированный крахмал может быть получен в виде экструдированного крахмала, например, когда крахмал получают путем предварительной желатинизации и кислотной модификации в один этап в экструдере, как это описано в US 2015/0010767-А1, способ экструзии из которого включен в данный документ посредством ссылки. Вкратце, может быть использован любой подходящий экструдер, такой как одношнековый экструдер (например, Advantage 50, доступный от American Extrusion International, расположенной в Саут-Белойт, Иллинойс) или двушнековый экструдер (например, Wenger ТХ52, доступный от Wenger, расположенной в Сабета, Канзас). Как правило, в некоторых вариантах реализации изобретения смешивают: (а) предшественник прежелатинизированного крахмала, т.е. нежелатинизированный крахмал, (b) кислоту в форме слабой кислоты, которая по существу не образует хелатных комплексов с ионами кальция, и/или сильную кислоту в небольшом количестве, и (с) воду, и загружают в экструдер. В некоторых вариантах реализации изобретения в экструдер может быть добавлена дополнительная вода. В некоторых вариантах реализации изобретения, например, сульфат алюминия (квасцы) представляет собой подходящую слабую кислоту для использования при получении влажного крахмала, поскольку он по существу не образует хелатных комплексов с ионами кальция.

[0126] Например, в некоторых вариантах реализации изобретения слабая кислота вводится в количестве от около 0,5% мас. до около 5% мас. от массы крахмала. Количество сильной кислоты относительно невелико, например, около 0,05% мас. от массы крахмала или менее, например, от около 0,0001% мас. до около 0,05% мас. Количества сильной кислоты, используемые в соответствии с некоторыми вариантами реализации раскрытия, значительно меньше, чем те, которые вводились в традиционные системы, в которых использовалось, например, по меньшей мере около 2 г серной кислоты на 35 г крахмала. В некоторых вариантах реализации изобретения сильная кислота в небольших количествах, описанных выше, может использоваться в сочетании со слабой кислотой, которая не образует хелатных комплексов с ионами кальция, такой как квасцы, описанные в данном документе.

[0127] Находясь в экструдере, комбинация нагревательных элементов и механического разделения плавит и предварительно желатинизирует крахмал, а слабая кислота частично гидролизует крахмал до целевой молекулярной массы, отображаемой, при необходимости, вязкостью, описанной в данном документе. Например, влажный крахмал можно предварительно желатинизировать и модифицировать кислотой в экструдере с фильерой при температуре от около 150°С (около 300°F) до около 210°С (около 410°F). Давление внутри экструдера определяется экструдируемым сырьем, содержанием влаги, температурой фильеры и скоростью вращения шнека, что будет понятно рядовому специалисту в данной области техники. Например, давление в экструдере может составлять по меньшей мере около 2000 фунтов/кв. дюйм (около 13800 кПа), например, от около 2000 фунтов/кв. дюйм до около 5000 фунтов/кв. дюйм (34500 кПа). Условия в экструдере из-за механической энергии также будут вызывать разложение молекул крахмала, что частично дает такой же эффект, что и кислотная модификация. Считается, что, поскольку условия в экструдере (например, высокая температура реакции и высокое давление) в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения облегчают эту химическую реакцию, можно использовать слабую кислоту и/или малые количества сильной кислоты.

[0128] Растворимость в холодной воде относится к прежелатинизированному крахмалу, имеющему любую растворимость в воде при комнатной температуре (около 25°С). В некоторых вариантах реализации изобретения прежелатинизированный крахмал частично гидролизован и может иметь целевую растворимость в холодной воде от около 70% до около 100%, от около 75% до около 100%, от около 80% до около 100%, от около 85% до около 100%, от около 90% до около 100%, от около 95% до около 100%, от около 70% до около 99% и т.д., от около 75% до около 99%, от около 80% до около 99%, от около 85% до около 99%, от около 90% до около 99%, от около 95% до около 99%. В некоторых вариантах реализации изобретения прежелатинизированный крахмал имеет вязкость в холодной воде (10% твердых веществ, 25°С) от около 10 БЕ до около 120 БЕ; вязкость измерена в соответствии с методом Брабендера, в котором вязкость измеряется с использованием вискографа C.W. Brabender, например, вискографа-Е, который использует реактивный момент для динамических измерений. Например, вязкость в холодной воде может составлять, например, от около 20 БЕ до около 110 БЕ, от около 30 БЕ до около 100 БЕ, от около 40 БЕ до около 90 БЕ, от около 50 БЕ до около 80 БЕ или от около 60 БЕ до около 70 БЕ. Следует отметить, что, как определено в данном документе, единицы Брабендера измеряются с использованием чашки для образца объемом 16 жидких унций (около 500 см³) с картриджем 700 смг при 75 об/мин. Рядовой специалист в данной области техники также легко поймет, что единицы Брабендера могут быть преобразованы в другие единицы измерения вязкости, а именно, сантипуазы (например, сП=БЕ X 2,1, когда измерительный картридж составляет 700 смг) или единицы Кребса.

[0129] В некоторых вариантах реализации изобретения крахмал имеет вязкость в холодной воде в 10%-ной суспензии крахмала в воде от около 60 сП до около 160 сП, измеренную при 25°С с помощью вискозиметра Брукфилда со шпинделем №2 и при скорости вращения 30 об/мин. Например, вязкость в холодной воде в 10%-ной суспензии крахмала в воде, измеренная при 25°С, может составлять от около 60 сП до около 150 сП, от около 60 сП до около 120 сП, от около 60 сП до около 100 сП, от около 70 сП до около 150 сП, от около 70 сП до около 120 сП, от около 70 сП до около 100 сП, от около 80 сП до около 150 сП, от около 80 сП до около 120 сП, от около 80 сП до около 100 сП, от около 90 сП до около 150 сП, от около 90 сП до около 120 сП, от около 100 сП до около 150 сП или от около 100 сП до около 120 сП.

[0130] Крахмал любого типа, описанный в данном документе как улучшающая добавка, если он вводится, может находиться в любом подходящем количестве. В некоторых вариантах реализации изобретения крахмал находится в концентрированном слое в количестве от около 5% до около 40% от массы штукатурного гипса, например, от около 5% до около 35% от массы штукатурного гипса, от около 5% до около 30% от массе штукатурного гипса, от около 5% до около 25%, от около 5% до около 20%, от около 5% до около 15%, от около 5% до около 10%, от около 10% до около 30%, от около 10% до около 25%, от около 10% до около 20%, от около 10% до около 15% и т.д. Крахмал может находиться в сердцевине листа в количестве от около 0% до около 4% от массы штукатурного гипса, например, от около 0,1% до около 4% от массы штукатурного гипса, от около 0,1% до около 3% от массы штукатурного гипса, от около 0,1% до около 2% от массы штукатурного гипса, от около 0,1% до около 1% от массы штукатурного гипса, от около 1% до около 4% от массы штукатурного гипса, от около 1% до около 3% от массы штукатурного гипса, от около 1% до около 2% от массы штукатурного гипса и т.д.

[0131] В некоторых вариантах реализации изобретения улучшающая добавка, с крахмалом или без него, может содержать поливиниловый спирт и/или борную кислоту для улучшения прочности. В некоторых вариантах реализации изобретения присутствуют и поливиниловый спирт, и борная кислота, и крахмал. Не желая ограничиваться теорией, считается, что борная кислота действует как сшивающий агент для поливинилового спирта и крахмала, чтобы дополнительно улучшить крахмал. В некоторых вариантах реализации изобретения считается, что концентрация поливинилового спирта и/или борной кислоты в концентрированном слое положительно влияет на прочность лицевой бумаги; это можно сделать, пропитывая лицевую бумагу поливиниловым спиртом и/или борной кислотой, как это описано в данном документе.

[0132] Поливиниловый спирт и борная кислота, если они вводятся, могут находиться в любых подходящих количествах. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения поливиниловый спирт может находиться в концентрированном слое в количестве от около 1% до около 5% от массы штукатурного гипса. Кроме того, поливиниловый спирт может находиться в сердцевине листа в количестве от около 0% до около 1% от массы штукатурного гипса. Борная кислота может находиться в концентрированном слое в количестве от около 0,1% до около 1% от массы штукатурного гипса, и может находиться в сердцевине листа в количестве от около 0% до около 0,1% от массы штукатурного гипса.

[0133] В некоторых вариантах реализации изобретения улучшающая добавка необязательно содержит наноцеллюлозу, микроцеллюлозу или любую их комбинацию для улучшения прочности, например, сопротивления выдергиванию гвоздей или другого параметра прочности. Наноцеллюлоза, микроцеллюлоза или их комбинация, если они вводятся, могут находиться в любом подходящем количестве, а именно, например, находиться в суспензии концентрированного слоя в количестве, например, от около 0,01% до около 2%, например, от около 0,05% до около 1% от массы штукатурного гипса, и в суспензии сердцевины листа в количестве, например, от около 0% до около 0,5%, например, от 0% до около 0,01% от массы штукатурного гипса.

[0134] В некоторых вариантах реализации изобретения улучшающая добавка может содержать гипс-цемент для улучшения прочности, например, сопротивления выдергиванию гвоздей или другого параметра прочности. Гипс-цемент является необязательным и может находиться в любом подходящем количестве. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения он может вводиться в концентрированный слой в количестве от около 5% до около 30% от массы штукатурного гипса, и может находиться в сердцевине листа в количестве от около 0% до около 10% от массы штукатурного гипса.

Прочность листа

[0135] В некоторых вариантах реализации изобретения композитный лист, изготовленный согласно раскрытию, соответствует протоколам испытаний согласно стандарту ASTM С473-10. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения, в которых лист отливают при толщине 1/2 дюйма, лист в сухом состоянии имеет сопротивление выдергиванию гвоздей, определенное в соответствии с ASTM С473-10 (метод В), по меньшей мере около 65 фунтов_с (фунтов силы) например, по меньшей мере около 68 фунтов_с, по меньшей мере около 70 фунтов_с, по меньшей мере около 72 фунтов_с, по меньшей мере около 74 фунтов_с, по меньшей мере около 75 фунтов_с, по меньшей мере около 76 фунтов_с, по меньшей мере около 77 фунтов_с, и т.д. В различных вариантах реализации изобретения сопротивление выдергиванию гвоздей может составлять от около 65 фунтов_с до около 100 фунтов_с, от около 65 фунтов_с до около 95 фунтов_с, от около 65 фунтов_с до около 90 фунтов_с, от около 65 фунтов_с до около 85 фунтов_с, от около 65 фунтов_с до около 80 фунтов_с, от около 65 фунтов_с до около 75 фунтов_с, от около 68 фунтов_с до около 100 фунтов_с, от около 68 фунтов_с до около 95 фунтов_с, от около 68 фунтов_сF до около 90 фунтов_с, от около 68 фунтов_с до около 85 фунтов_с, от около 68 фунтов_с до около 80 фунтов_с, от около 70 фунтов_с до около 100 фунтов_с, от около 70 фунтов_с до около 95 фунтов_с, от около 70 фунтов_с до около 90 фунтов_с, от около 70 фунтов_с до около 85 фунтов_с, от около 70 фунтов_с до около 80 фунтов_с, от около 72 фунтов_с до около 100 фунтов_с, от около 72 фунтов_с до около 95 фунтов_с, от около 72 фунтов_с до около 90 фунтов_с, от около 72 фунтов_с до около 85 фунтов_с, от около 72 фунтов_с до около 80 фунтов_с, от около 72 фунтов_с до около 77 фунтов_с, от около 72 фунтов_с до около 75 фунтов_с, от около 75 фунтов_с до около 100 фунтов_с, от около 75 фунтов_с до около 95 фунтов_с, от около 75 фунтов_с до около 90 фунтов_с, от около 75 фунтов_с до около 85 фунтов_с, отоколо 75 фунтов_с до около 80 фунтов_с, от около 75 фунтов_с до около 77 фунтов_с, от около 77 фунтов_с до около 100 фунтов_с, от около 77 фунтов_с до около 95 фунтов_с, от около 77 фунтов_с до около 90 фунтов_с, от около 77 фунтов_с до около 85 фунтов_с или от около 77 фунтов_с до около 80 фунтов_с.

[0136] В некоторых вариантах реализации изобретения лист может иметь среднюю твердость по всему одному или более гипсовым слоям (например, по всей сердцевине и/или концентрированному слою, предпочтительно по всем гипсовым слоям совокупно), определенную в соответствии с методом В ASTM С473-10, по меньшей мере около 11 фунтов_с, например, по меньшей мере около 12 фунтов_с, по меньшей мере около 13 фунтов_с, по меньшей мере около 14 фунтов_с, по меньшей мере около 15 фунтов_с, по меньшей мере около 16 фунтов_с, по меньшей мере около 17 фунтов_с, по меньшей мере около 18 фунтов_с, по меньшей мере около 19 фунтов_с, по меньшей мере около 20 фунтов_с, по меньшей мере около 21 фунтов_с или по меньшей мере около 22 фунтов_с.В некоторых вариантах реализации изобретения лист может иметь среднюю твердость гипсового слоя от около 11 фунтов_с до около 25 фунтов_с, например, от около 11 фунтов_с до около 22 фунтов_с, от около 11 фунтов_с до около 21 фунтов_с, от около 11 фунтов_с до около 20 фунтов_с, от около 11 фунтов_с, до около 19 фунтов_с, от около 11 фунтов_с до около 18 фунтов_с, от около 11 фунтов_с до около 17 фунтов_с, от около 11 фунтов_с до около 16 фунтов_с, от около 11 фунтов_с до около 15 фунтов_с, от около 11 фунтов_с до около 14 фунтов_с, от около 11 фунтов_с до около 13 фунтов_с, от около 11 фунтов_с до около 12 фунтов_с, от около 12 фунтов_с до около 25 фунтов_с, от около 12 фунтов_с до около 22 фунтов_с, отоколо 12 фунтов_с до около 21 фунтов_с, от около 12 фунтов_с до около 20 фунтов_с, от около 12 фунтов_с до около 19 фунтов_с, от около 12 фунтов_с до около 18 фунтов_с, от около 12 фунтов_с до около 17 фунтов_с, от около 12 фунтов_с до около 16фунтов_с, отоколо 12фунтов_сдо около 15фунтов_с, отоколо 12фунтов_сдо около 14 фунтов_с, от около 12 фунтов_с до около 13 фунтов_с, от около 13 фунтов_с до около 25 фунтов_с, от около 13 фунтов_с до около 22 фунтов_с, от около 13 фунтов_с до около 21 фунтов_с, от около 13 фунтов_с до около 20 фунтов_с, отоколо 13 фунтов_с до около 19 фунтов_с, от около 13 фунтов_с до около 18 фунтов_с, от около 13 фунтов_с до около 17 фунтов_с, от около 13 фунтов_с до около 16 фунтов_с, от около 13 фунтов_с до около 15 фунтов_с, от около 13 фунтов_с до около 14 фунтов_с, от около 14 фунтов_с до около 25 фунтов_с, от около 14 фунтов_с до около 22 фунтов_с, от около 14 фунтов_с до около 21 фунтов_с, от около 14 фунтов_с до около 20 фунтов_с, от около 14 фунтов_с до около 19 фунтов_с, от около 14 фунтов_с до около 18 фунтов_с, от около 14 фунтов_с до около 17 фунтов_с, отоколо 14 фунтов_с до около 16 фунтов_с, от около 14 фунтов_с до около 15 фунтов_с, от около 15 фунтов_с до около 25 фунтов_с, от около 15 фунтов_с до около 22 фунтов_с, от около 15 фунтов_с до около 21 фунтов_с, от около 15 фунтов_с до около 20 фунтов_с, от около 15 фунтов_с до около 19 фунтов_с, от около 15 фунтов_с до около 18 фунтов_с, от около 15 фунтов_с до около 17 фунтов_с, от около 15 фунтов_с до около 16 фунтов_с, от около 16 фунтов_с до около 25 фунтов_с, от около 16 фунтов_с до около 22 фунтов_с, от около 16 фунтов_с до около 21 фунтов_с, отоколо 16 фунтов_с до около 20 фунтов_с, от около 16 фунтов_с до около 19 фунтов_с, от около 16 фунтов_с до около 18 фунтов_с, от около 16 фунтов_с до около 17 фунтов_с, от около 17 фунтов_с до около 25 фунтов_с, от около 17 фунтов_с до около 22 фунтов_с, отоколо 17фунтов_сдо около 21 фунтов_с, отоколо 17фунтов_сдо около 20 фунтов_с, от около 17 фунтов_с до около 19 фунтов_с, от около 17 фунтов_с до около 18 фунтов_с, от около 18 фунтов_с до около 25 фунтов_с, от около 18 фунтов_с до около 22 фунтов_с, от около 18 фунтов_с до около 21 фунтов_с, отоколо 18 фунтов_с до около 20 фунтов_с, от около 18 фунтов_с до около 19 фунтов_с, от около 19 фунтов_с до около 25 фунтов_с, от около 19 фунтов_с до около 22 фунтов_с, от около 19 фунтов_с до около 21 фунтов_с, от около 19 фунтов_с до около 20 фунтов_с, от около 21 фунтов_с до около 25 фунтов_с, от около 21 фунтов_с до около 22 фунтов_с или от около 22 фунтов_с до около 25 фунтов_с.

[0137] В некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой имеет среднюю твердость в сухом состоянии, по меньшей мере в около 1,5 раза больше средней твердости сердцевины листа в сухом состоянии, причем средняя твердость измеряется в соответствии с ASTM С-473-10; например, по меньшей мере в около 2 раза больше, в 2,5 раза больше, в 3 раза больше, в 3,5 раза больше, в 4 раза больше, в 4,5 раза больше и т.д., причем каждый из этих диапазонов может иметь любой математически подходящий верхний предел, а именно, например, 8, 7, 6, 5, 4, 3 или 2.

[0138] Что касается прочности на изгиб, то в некоторых вариантах реализации изобретения при отливке листа толщиной 1/2 дюйма лист имеет прочность на изгиб, определенную согласно стандарту ASTM С473, которая составляет по меньшей мере около 36 фунтов_с в продольном направлении (например, по меньшей мере около 38 фунтов_с, по меньшей мере около 40 фунтов_с и т.д.) и/или по меньшей мере около 107 фунтов_с (например, по меньшей мере около 110 фунтов_с, по меньшей мере около 112 фунтов_с и т.д.) в поперечном направлении. В различных вариантах реализации изобретения лист может иметь прочность на изгиб в продольном направлении от около 36 фунтов_с до около 60 фунтов_с, например, от около 36 фунтов_с до около 55 фунтов_с, от около 36 фунтов_с до около 50 фунтов_с, от около 36 фунтов_с до около 45 фунтов_с, от около 36 фунтов_с до около 40 фунтов_с, от около 36 фунтов_с до около 38 фунтов_с, от около 38 фунтов_с до около 60 фунтов_с, от около 38 фунтов_с до около 55 фунтов_с, отоколо 38 фунтов_с до около 50 фунтов_с, от около 38 фунтов_с до около 45 фунтов_с, от около 38 фунтов_с до около 40 фунтов_с, от около 40 фунтов_с до около 60 фунтов_с, от около 40 фунтов_с до около 55 фунтов_с, от около 40 фунтов_с до около 50 фунтов_с или от около 40 фунтов_с до около 45 фунтов_с. В различных вариантах реализации изобретения лист может иметь прочность на изгиб в поперечном направлении от около 107 фунтов_с до около 130 фунтов_с, например, от около 107 фунтов_с до около 125 фунтов_с, от около 107 фунтов_с до около 120 фунтов_с, от около 107 фунтов_с до около 115 фунтов_с, от около 107 фунтов_с до около 112 фунтов_с, от около 107 фунтов_с до около 110 фунтов_с, от около 110 фунтов_с до около 130 фунтов_с, от около 110 фунтов_с до около 125 фунтов_с, от около 110 фунтов_с до около 120 фунтов_с, от около 110 фунтов_с до около 115 фунтов_с, от около 110 фунтов_с до около 112 фунтов_с, от около 112 фунтов_с до около 130 фунтов_с, от около 112 фунтов_с до около 125 фунтов_с, от около 112 фунтов_с до около 120 фунтов_с или от около 112 фунтов_с до около 115 фунтов_с.

[0139] Преимущественно в различных вариантах реализации изобретения при различной плотности листа, описанной в данном документе, гипсокартонный лист в сухом состоянии может иметь прочность на сжатие по меньшей мере около 170 фунтов на квадратный дюйм (1170 кПа), например, от около 170 фунтов на квадратный дюйм до около 1000 фунтов на квадратный дюйм (6900 кПа), от около 170 фунтов на квадратный дюйм до около 900 фунтов на квадратный дюйм (6200 кПа), от около 170 фунтов на квадратный дюйм до около 800 фунтов на квадратный дюйм (5500 кПа), от около 170 фунтов на квадратный дюйм до около 700 фунтов на квадратный дюйм (4800 кПа), от около 170 фунтов на квадратный дюйм до около 600 фунтов на квадратный дюйм (4100 кПа), от около 170 фунтов на квадратный дюйм до около 500 фунтов на квадратный дюйм (3450 кПа), от около 170 фунтов на квадратный дюйм до около 450 фунтов на квадратный дюйм (3100 кПа), от около 170 фунтов на квадратный дюйм до около 400 фунтов на квадратный дюйм (2760 кПа), от около 170 фунтов на квадратный дюйм до около 350 фунтов на квадратный дюйм (2410 кПа), от около 170 фунтов на квадратный дюйм до около 300 фунтов на квадратный дюйм (2070 кПа) или от около 170 фунтов на квадратный дюйм до около 250 фунтов на квадратный дюйм (1720 кПа). В некоторых вариантах реализации изобретения лист имеет прочность на сжатие по меньшей мере около 450 фунтов на квадратный дюйм (3100 кПа), по меньшей мере около 500 фунтов на квадратный дюйм (3450 кПа), по меньшей мере около 550 фунтов на квадратный дюйм (3800 кПа), по меньшей мере около 600 фунтов на квадратный дюйм (4100 кПа), по меньшей мере около 650 фунтов на квадратный дюйм (4500 кПа), по меньшей мере около 700 фунтов на квадратный дюйм (4800 кПа), по меньшей мере около 750 фунтов на квадратный дюйм (5200 кПа), по меньшей мере около 800 фунтов на квадратный дюйм (5500 кПа), по меньшей мере около 850 фунтов на квадратный дюйм (5850 кПа), по меньшей мере около 900 фунтов на квадратный дюйм (6200 кПа), по меньшей мере около 950 фунтов на квадратный дюйм (6550 кПа) или по меньшей мере около 1000 фунтов на квадратный дюйм (6900 кПа). Кроме того, в некоторых вариантах реализации изобретения прочность на сжатие может быть ограничена любыми двумя из вышеперечисленных величин. Например, прочность на сжатие может составлять от около 450 фунтов на квадратный дюйм до около 1000 фунтов на квадратный дюйм (например, от около 500 фунтов на квадратный дюйм до около 900 фунтов на квадратный дюйм, от около 600 фунтов на квадратный дюйм до около 800 фунтов на квадратный дюйм и т.д.). Прочность на сжатие можно измерить с помощью системы испытаний материалов, коммерчески доступной как модель машины ATS 1610 от Applied Test Systems, Батлер, Пенсильвания. Нагрузка прилагается непрерывно и без скачков со скоростью 1 дюйм/мин.

[0140] По крайней мере частично благодаря концентрированному слою и его преимуществам, удивительно и неожиданно эти стандарты (например, сопротивление выдергиванию гвоздей, прочность на изгиб и твердость гипсового слоя) могут быть соблюдены даже в отношении листа сверхнизкой плотности (например, около 33 фунта/куб. фут или менее, а именно, около 32 фунта/куб. фут или менее, 31 фунт/куб. фут или менее, 30 фунтов/куб. фут или менее, 29 фунтов/куб. фут или менее, 28 фунтов/куб. фут или менее, 27 фунтов/куб. фут или менее, 26 фунтов/куб. фут или менее и т.д.), как это описано в данном документе. Кроме того, эти стандарты неожиданно могут быть соблюдены в некоторых вариантах реализации изобретения при использовании меньшего общего количества улучшающей добавки и с более легкой, более слабой и/или более мягкой сердцевиной и/или при более низком общем использовании воды, так что варианты реализации изобретения обеспечивают эффективность производства.

Способ изготовления композитного гипсокартонного листа

[0141] Композитный гипсокартонный лист в соответствии с вариантами реализации раскрытия может быть изготовлен на типовых производственных линиях для гипсокартонных листов. Например, технологии изготовления листа описаны, например, в патенте США 7364676 и публикации патентной заявки США 2010/0247937. Вкратце, способ, как правило, включает подачу покровного листа на движущийся транспортер. Поскольку гипсокартонный лист, как правило, формуется «лицевой стороной вниз», в таких вариантах реализации изобретения этот покровный лист является «лицевым» покровным листом.

[0142] В соответствии с аспектами изобретения формуют две отдельные суспензии. Одна суспензия представляет собой суспензию штукатурного гипса, используемую для формования сердцевины листа, а другая суспензия используется для формования концентрированного слоя. Концентрированный слой может быть сформован из любого подходящего материала, включая вяжущий материал, такой как штукатурный гипс, который гидратируется до образования затвердевшего материала, например, затвердевшего гипса. Таким образом, в различных вариантах реализации изобретения могут быть приготовлены суспензии, содержащие необходимый вяжущий материал. Как описано в данном документе, в некоторых вариантах реализации изобретения, в которых и сердцевина листа, и концентрированный слой сформованы из суспензий штукатурного гипса, суспензия штукатурного гипса для формования сердцевины листа может иметь более низкое ВШГС, чем ВШГС суспензии штукатурного гипса, используемой для изготовления концентрированного слоя.

[0143] Как отмечено в данном документе, вспенивающий агент (или другой легкий материал), как правило, в большей степени преобладает в суспензии сердцевины листа, чтобы обеспечить ее более низкую плотность, хотя некоторое количество пены или легкого материала может быть введено в суспензию концентрированного слоя при условии, что достигаются параметры плотности. В некоторых вариантах реализации изобретения концентрация улучшающего агента может быть выше в концентрированном слое, и в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения некоторый улучшающий агент может даже не присутствовать в суспензии сердцевины листа. Соответственно, линии подачи к соответствующим смесителям могут быть отрегулированы соответствующим образом, что находится в пределах среднего уровня квалификации рядового специалиста.

[0144] Две суспензии можно получить любым подходящим способом. Например, можно использовать два отдельных смесителя, в которых сырье перемешивается с образованием соответствующих суспензий. Смесители могут быть соединены последовательно или не соединены. В альтернативном варианте для формования обоих потоков суспензии можно использовать один смеситель. На Фиг. 2 изображены три альтернативные блок-схемы, показывающие примеры того, как суспензии могут быть образованы в соответствии с данным раскрытием. Как видно на изображении А на Фиг. 2, можно использовать один смеситель, тогда как на изображениях В и С две суспензии формуются в отдельных смесителях, например, при необходимости, в виде «пальчиковых смесителей» или «беспальчиковых смесителей». Как видно на блок-схемах В и С, при необходимости повышения эффективности смеситель, используемый для концентрированного слоя, может иметь меньший смесительный объем в некоторых вариантах реализации изобретения, поскольку количество суспензии, необходимое для нанесения концентрированного слоя, меньше, чем количество суспензии, которая применяется для формования сердцевины листа. «Основной» смеситель (т.е., для формования суспензии сердцевины листа) имеет основной корпус и выпускной канал (например, приемный бункер с выпускным затворным отверстием, известный в данной области техники, или модифицированное выпускное устройство (МВО), описанное в патентах США 6494609 и 6874930). Как видно на всех трех изображениях А-С, в выпускной канал смесителя (например, в затвор, описанный, например, в патентах США №5683635 и 6494609) может быть добавлен вспенивающий агент.

[0145] Схема А иллюстрирует вариант реализации, в котором этапы выполняются с использованием одного смесителя, то есть основного смесителя 100. Штукатурный гипс 102 и вода 104 вводятся в основной смеситель 100, тогда как пена 106 вводится ниже по потоку в выпускной канал 108, который может содержать модифицированное выпускное устройство или контейнер, что означает, что пена не вводится в корпус основного смесителя 100. Часть суспензии 110, которая по существу не содержит пены, отводится из смесителя 100 через выходное отверстие, например, как правило, из выпускного канала 108, для образования суспензии 112 концентрированного слоя. Основной смеситель 100 действует как насос для вытеснения невспененной суспензии 110 из меньшего выпускного отверстия для суспензии концентрированного слоя, которая проходит через нагнетательную линию для суспензии. Добавки 114, в частности улучшающая добавка, во влажном виде впрыскиваются в нагнетательную линию для суспензии через отверстия для впрыска. Изобретатели обнаружили, что желательно, чтобы линия была достаточно длинной, что может быть определено рядовым специалистом, чтобы обеспечить равномерное смешивание суспензии, включая улучшающую добавку. Нет необходимости в отдельном введении штукатурного гипса или воды. Как видно на изображении А, потоки 116 и 118 суспензии для кромки также могут быть выведены из основного смесителя 100 без пены, так что они имеют целевую твердость для использования в кромках, как известно в данной области техники.

[0146] На схеме В можно видеть, что два смесителя 200 и 202 соединены последовательно. Штукатурный гипс 204 и вода 206 вводятся в основной смеситель 200. Пена 208 вводится ниже по потоку после корпуса основного смесителя 200 в выпускной канал 210 (который может содержать модифицированную конструкцию выпускного отверстия или контейнер). Таким образом, невспененная суспензия 212 может выходить из смесителя 200 через выходное отверстие и вводиться в меньший вторичный смеситель 202 для концентрированного слоя, в который могут отдельно вводится сухие и влажные добавки 214 (например, по отдельным линиям), включая улучшающую добавку, для обеспечения целевого эффекта концентрирования. Потоки 214 и 216 суспензии для кромки также показаны выходящими из канала, отдельного от основного выпускного отверстия 210, чтобы минимизировать пенообразование в них и обеспечить целевую твердость.

[0147] На схеме С можно видеть, что имеется два смесителя 300 и 302, но суспензии готовятся отдельно, причем каждый смеситель имеет свои собственные входные отверстия для штукатурного гипса и воды, при необходимости. В частности, в основной смеситель 300 вводят штукатурный гипс 304 и воду 306. Пена 308 вводится ниже по потоку от корпуса основного смесителя 300 в выпускной канал 310 (который может содержать контейнер или модифицированное выпускное устройство, описанные в патентах США 6494609 и 6874930). Потоки 312 и 314 суспензии для кромки могут выходить из канала, отдельного от основного выпускного отверстия 310, чтобы минимизировать пенообразование в них и обеспечить целевую твердость. Во вторичный смеситель 302 для формования суспензии 316 концентрированного слоя можно вводить и перемешивать штукатурный гипс 318 и воду 320. Сухие и влажные добавки (например, по отдельным линиям), включая улучшающую добавку, описанную в данном документе, могут быть введены в смеситель 302 концентрированного слоя. По существу, суспензия 316 концентрированного слоя готовится отдельно от суспензии сердцевины, сформированной в основном смесителе 300.

[0148] В некоторых вариантах реализации изобретения, при необходимости, суспензии для кромки могут быть извлечены из смесителя концентрированного слоя, а не из основного смесителя. Кромки могут быть более плотными, чем сердцевина листа, внекоторых вариантах реализации изобретения, и, например, могут иметь такую же плотность, что и концентрированный слой. Например, при укладке концентрированного слоя, часть суспензии концентрированного слоя может течь вокруг концов валика, образуя кромки конечного продукта, как это оказано на Фиг. 5 и 6 относительно одного конца. Длина валика может быть сконфигурирована (например, быть короче ширины бумаги) для обеспечения образования кромок таким образом.

[0149] В некоторых вариантах реализации изобретения выпускной канал может включать распределитель суспензии с одним загрузочным отверстием либо несколькими загрузочными отверстиями, как это описано, например, в публикации патентной заявки США 2012/0168527 А1 (заявка №13/341016) и в публикации патентной заявки США 2012/0170403 А1 (заявка №13/341209). В этих вариантах реализации изобретения, при использовании распределителя суспензии с несколькими загрузочными отверстиями, выпускной канал может содержать подходящий разделитель потока, например, описанный в публикации патентной заявки США 2012/0170403 А1.

[0150] Лист формуется в виде многослойной структуры, как правило, одновременно и непрерывно, что будет понятно из уровня техники. Лицевой покровный лист движется по конвейеру в виде непрерывной ленты. После выгрузки из смесителя суспензия концентрированного слоя наносится на движущийся лицевой покровный лист. Кроме того, твердые кромки, как известно в данной области техники, для удобства и при необходимости, могут быть сформованы, например, из того же потока суспензии, который образует концентрированный слой.

[0151] Затем суспензию сердцевины листа наносят на движущуюся лицевую бумагу, несущую суспензию концентрированного слоя, и покрывают вторым покровным листом (как правило «тыльным» покровным листом), чтобы сформировать сборную систему во влажном состоянии в виде многослойной структуры, которая представляет собой заготовку листа для конечного продукта. Тыльный (нижний) покровный лист может, необязательно, содержать накрывочное покрытие, которое может быть образовано из той же гипсовой суспензии, что и концентрированный слой, или другой гипсовой суспензии. Покровные листы могут быть сформованы из бумаги, волокнистой ткани или материала другого типа (например, фольги, пластика, стекломата, нетканого материала, например, смеси целлюлозного и неорганического наполнителя и т.д.). В некоторых вариантах реализации изобретения концентрированный слой наносят на обе основные стороны листа, то есть во взаимосвязанном состоянии с верхним и нижним листами.

[0152] Полученная таким образом влажная сборная система подается в секцию формовки, в которой изделие обрабатывают точно по размеру до нужной толщины (например, посредством формовальной пластины), и в одну или более секций нарезки, в которых его режут до нужной длины. Сборной системе во влажном состоянии дают возможность затвердеть для образования переплетенной кристаллической матрицы затвердевшего гипса, а избыток воды удаляют с помощью процесса сушки (например, посредством транспортировки сборной системы через сушильную печь). Удивительно и неожиданно было обнаружено, что лист, полученный по данному изобретению, требует значительно меньшего времени на процесс сушки из-за низкой потребности в воде, характерной для устройства и состава листа. Это выгодно, поскольку снижает энергетические затраты.

[0153] При изготовлении гипсокартонного листа также часто используют вибрацию для того, чтобы устранить большие пустоты или воздушные карманы из нанесенной суспензии. Каждый из вышеуказанных этапов, а также способы и оборудование для выполнения таких этапов, известны в данной области техники.

Типовые варианты реализации изобретения

[0154] Изобретение дополнительно проиллюстрировано следующими ниже типовыми вариантами его реализации. Тем не менее, изобретение не ограничено приведенными ниже вариантами его реализации.

[0155] (1) Композитный гипсокартонный лист, суспензия или способ изготовления листа, описанные в данном документе.

[0156] (2) Композитный гипсокартонный лист, содержащий: (а) сердцевину листа, содержащую затвердевший гипс и образованную из первой суспензии, содержащей воду и штукатурный гипс, причем сердцевина имеет первую и вторую сторону сердцевины; и (b) концентрированный слой, нанесенный во взаимосвязанном состоянии с первой лицевой стороной сердцевины и образованный из второй суспензии, содержащей воду, штукатурный гипс и по меньшей мере один из следующих: (i) крахмальный загуститель,

(ii) целлюлозу и/или (iii) сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту.

[0157] (3) Композитный гипсокартонный лист по варианту реализации 2, в котором первая суспензия по существу не содержит (i) крахмального загустителя, (ii) целлюлозы и

(iii) сополимера, содержащего полиакриламид и акриловую кислоту.

[0158] (4) Композитный гипсокартонный лист по вариантам реализации 2 или 3, в котором крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер увеличивают вязкость первой суспензии по меньшей мере на около 100% в течение 30 секунд.

[0159] (5) Композитный гипсокартонный лист по варианту реализации 4, в котором крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер увеличивают вязкость первой суспензии на от около 100% до около 500% в течение 30 секунд.

[0160] (6) Композитный гипсокартонный лист, содержащий: (а) сердцевину листа, содержащую затвердевший гипс и образованную из воды, штукатурного гипса и необязательно улучшающей добавки, причем сердцевина характеризуется плотностью в сухом состоянии и толщиной в сухом состоянии, при этом сердцевина определяет первую и вторую сторону сердцевины в противоположном направлении; и (b) концентрированный слой, образованный из воды, штукатурного гипса, улучшающей добавки и по меньшей мере одного из следующих: (i) крахмальный загуститель, (ii) целлюлоза и/или (iii) сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту; (с) концентрированный слой, нанесенный во взаимосвязанном отношении с первой лицевой стороной сердцевины, причем концентрированный слой имеет плотность в сухом состоянии и/или сопротивление выдергиванию гвоздей по меньшей мере в около 1,1 раза выше, чем у сердцевины листа; и (d) когда улучшающая добавка присутствует при формовании сердцевины, улучшающая добавка вводится в более высокой концентрации при формовании концентрированного слоя, чем при формовании сердцевины листа.

[0161] (7) Композитный гипсокартонный лист по вариантам реализации 2-6, в котором сердцевина листа имеет первую толщину, а концентрированный слой имеет вторую толщину, и при этом первая толщина в сухом состоянии больше, чем вторая толщина в сухом состоянии.

[0162] (8) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-7, в котором концентрированный слой имеет первую поверхность и вторую поверхность; первая поверхность концентрированного слоя обращена к первой стороне сердцевины листа; лист дополнительно содержит верхний покровный лист, обращенный ко второй стороне концентрированного слоя.

[0163] (9) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-8, дополнительно содержащий нижний покровный лист, обращенный ко второй стороне сердцевины листа.

[0164] (10) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 6-9, в котором вода, штукатурный гипс и улучшающая добавка для формования концентрированного слоя находятся в суспензии, а крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер увеличивают вязкость суспензии по меньшей мере на около 100% в течение 30 секунд.

[0165] (11) Композитный гипсокартонный лист по варианту реализации 10, в котором вода, штукатурный гипс и улучшающая добавка для формования концентрированного слоя находятся в суспензии, а крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер увеличивают вязкость суспензии на от около 100% до около 500% в течение 30 секунд. [0166] (12) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-11, в котором сополимер содержит около 20% мас. или менее акриловой кислоты.

[0167] (13) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-12, в котором сополимер имеет молекулярную массу от около 100000 до около 1000000.

[0168] (14) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-13, в котором вода, штукатурный гипс и улучшающая добавка для формования концентрированного слоя находятся в суспензии, и в котором сополимер находится в суспензии в количестве от около 0,1% до около 5,0% от массы штукатурного гипса.

[0169] (15) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-14, в котором целлюлоза является водорастворимой.

[0170] (16) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-15, в котором целлюлоза представляет собой простой эфир целлюлозы.

[0171] (17) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-16, в котором целлюлоза представляет собой алкилцеллюлозу.

[0172] (18) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-17, в котором целлюлоза находится в виде одной или более из метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, гидроксилэтилцеллюлозы, пропилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы и/или гидроксипропил метил целлюлозы.

[0173] (19) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-18, в котором целлюлоза имеет молекулярную массу от около 10000 до около 1000000.

[0174] (20) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-19, в котором вода, штукатурный гипс и улучшающая добавка для формования концентрированного слоя находятся в суспензии, и в котором целлюлоза присутствует в суспензии в количестве от около 0,1% до около 5,0% от массы штукатурного гипса.

[0175] (21) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-20, в котором крахмальный загуститель представляет собой замещенный крахмал.

[0176] (22) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-21, в котором крахмальный загуститель растворим в холодной воде.

[0177] (23) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-22, в котором крахмальный загуститель имеет вязкость, измеренную в соответствии с методом ИИВ, по меньшей мере около 1000 сП.

[0178] (24) Композитный гипсокартонный лист по варианту реализации 23, в котором крахмальный загуститель имеет вязкость, измеренную в соответствии с методом ИИВ, от около 2000 сП до около 10000 сП.

[0179] (25) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-24, в котором крахмальный загуститель модифицирован прививкой инородных групп к гидроксильной группе глюкозного звена молекулы.

[0180] (26) Композитный гипсокартонный лист по варианту реализации 25, в котором инородные группы включают этил, гидроксилэтил, гидроксилпропил, ацетат, фосфат и/или сульфат.

[0181] (27) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-26, в котором крахмальный загуститель не является прежелатинизированным.

[0182] (28) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-27, в котором крахмальный загуститель представляет собой эфирное производное крахмала.

[0183] (29) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-28, в котором крахмальный загуститель представляет собой карбоксиэтиловый эфир крахмала.

[0184] (30) Композитный гипсокартонный лист по вариантам реализации 28 или 29, в котором крахмальный загуститель представляет собой соль.

[0185] (31) Композитный гипсокартонный лист по варианту реализации 30, в котором крахмальный загуститель представляет собой натрийгликолят крахмала. [0186] (32) Композитный гипсокартонный лист по варианту реализации 30, в котором крахмальный загуститель имеет молекулярную формулу (C₂H₄O₃)_x⋅(Na)_x, где X представляет собой количество повторяющихся звеньев и составляет от около 1800 до около 18000.

[0187] (33) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-32, в котором вода, штукатурный гипс и улучшающая добавка для формования концентрированного слоя находятся в суспензии, а крахмальный загуститель присутствует в суспензии в количестве от около 0,1% до около 5,0% от массы штукатурного гипса.

[0188] (34) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-33, в котором концентрированный слой сформован из суспензии, содержащей крахмальный загуститель и один или оба из целлюлозы и сополимера.

[0189] (35) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-33, в котором концентрированный слой сформован из суспензии, содержащей целлюлозу и один или оба из крахмального загустителя и сополимера.

[0190] (36) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-33, в котором концентрированный слой сформован из суспензии, содержащей сополимер и один или оба из крахмального загустителя и целлюлозы.

[0191] (37) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 2-33, в котором концентрированный слой сформован из суспензии, содержащей крахмальный загуститель, целлюлозу и сополимер.

[0192] (38) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 6-37, в котором улучшающая добавка содержит незамещенный крахмал.

[0193] (39) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 6-38, в котором улучшающая добавка содержит прежелатинизированный крахмал.

[0194] (40) Композитный гипсокартонный лист по варианту реализации 39, в котором прежелатинизированный крахмал имеет вязкость от около 20 сантипуаз до около 700 сантипуаз, когда вязкость измеряется при воздействии на крахмал условий метода ИИВ.

[0195] (41) Композитный гипсокартонный лист по варианту реализации 40, в котором прежелатинизированный крахмал имеет вязкость, измеренную в соответствии с методом ИИВ, от около 30 сантипуаз до около 200 сантипуаз.

[0196] (42) Композитный гипсокартонный лист по любому из вариантов реализации 6-38, в котором улучшающая добавка содержит по меньшей мере один сырой крахмал, имеющий пиковую вязкость от около 100 единиц Брабендера до около 900 единиц Брабендера при измерении вязкости посредством введения крахмала в суспензию с водой при концентрации крахмала, составляющей 15% в пересчете на твердое вещество, и с использованием прибора Вискограф-Е, настроенного на 75 об/мин и 700 смг, в котором крахмал нагревают от 25°С до 95°С со скоростью 3°С/минуту, затем суспензию выдерживают при 95°С в течение десяти минут, а затем крахмал охлаждают до 50°С со скоростью -3°С/минуту.

[0197] (43) Способ изготовления композитного гипсокартонного листа, включающий: (а) приготовление первой суспензии, содержащей штукатурный гипс, воду, улучшающую добавку и по меньшей мере один из следующих: (i) крахмальный загуститель, (ii) целлюлозу и/или (iii) сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту; (b) смешивание по меньшей мере воды, штукатурного гипса и необязательно улучшающей добавки с образованием второй суспензии; (с) нанесение первой суспензии во взаимосвязанном отношении на первый покровный лист с образованием концентрированного слоя, причем концентрированный слой имеет первую сторону и вторую сторону, при этом лицевая сторона первого концентрированного слоя обращена к первому покровному листу; (d) нанесение второй суспензии во взаимосвязанном отношении на концентрированный слой с образованием сердцевины листа, имеющей первую сторону и вторую сторону, причем первая сторона сердцевины листа обращена ко второй стороне концентрированного слоя; (е) нанесение второго покровного листа во взаимосвязанном отношении со второй лицевой стороной сердцевины листа для образования заготовки листа; и (f) сушку заготовки листа с образованием листа.

[0198] (44) Способ по варианту реализации 43, в котором вторая суспензия по существу не содержит (i) крахмального загустителя, (ii) целлюлозы и (iii) сополимера, содержащего полиакриламид и акриловую кислоту.

[0199] (45) Способ по вариантам реализации 43 или 44, в котором крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер увеличивают вязкость первой суспензии по меньшей мере на около 100% в течение 30 секунд.

[0200] (46) Способ по варианту реализации 45, в котором крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер увеличивают вязкость первой суспензии на от около 100% до около 500% в течение 30 секунд.

[0201] (47) Способ по вариантам реализации 43-46, в котором сердцевина листа имеет первую толщину в сухом состоянии, а концентрированный слой имеет вторую толщину в сухом состоянии, и при этом первая толщина в сухом состоянии больше, чем вторая толщина в сухом состоянии.

[0202] (48) Способ по любому из вариантов реализации 43-47, в котором сополимер содержит около 20% мас.или менее акриловой кислоты.

[0203] (49) Способ по любому из вариантов реализации 43-48, в котором сополимер имеет молекулярную массу от около 100000 до около 1000000.

[0204] (50) Способ по любому из вариантов реализации 43-49, в котором сополимер присутствует в первой суспензии в количестве от около 0,1% до около 5,0% от массы штукатурного гипса.

[0205] (51) Способ по любому из вариантов реализации 43-50, в котором целлюлоза является водорастворимой.

[0206] (52) Способ по любому из вариантов реализации 43-51, в котором целлюлоза представляет собой простой эфир целлюлозы.

[0207] (53) Способ по любому из вариантов реализации 43-52, в котором целлюлоза представляет собой алкилцеллюлозу.

[0208] (54) Способ по любому из вариантов реализации 43-53, в котором целлюлоза находится в виде одной или более из метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, гидроксилэтилцеллюлозы, пропилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы и/или гидрокеипропил метил целлюлозы.

[0209] (55) Способ по любому из вариантов реализации 43-54, в котором целлюлоза имеет молекулярную массу от около 10000 до около 1000000.

[0210] (56)Способ по любому из вариантов реализации 43-55, в котором целлюлоза присутствует в первой суспензии в количестве от около 0,1% до около 5,0% от массы штукатурного гипса.

[0211] (57) Способ по любому из вариантов реализации 43-56, в котором крахмальный загуститель представляет собой замещенный крахмал.

[0212] (58) Способ по любому из вариантов реализации 43-57, в котором крахмальный загуститель растворим в холодной воде.

[0213] (59) Способ по любому из вариантов реализации 43-58, в котором крахмальный загуститель имеет вязкость, измеренную в соответствии с методом ИИВ, по меньшей мере около 1000 сП.

[0214] (60) Способ по варианту реализации 59, в котором крахмальный загуститель имеет вязкость, измеренную в соответствии с методом ИИВ, от около 2000 сП до около 8000 сП.

[0215] (61) Способ по любому из вариантов реализации 43-60, в котором крахмальный загуститель модифицирован прививкой инородных групп к гидроксильной группе глюкозного звена молекулы.

[0216] (62) Способ по варианту реализации изобретения 61, в котором инородные группы включают этил, гидроксилэтил, гидроксилпропил, ацетат, фосфат и/или сульфат.

[0217] (63) Способ по любому из вариантов реализации 43-62, в котором крахмальный загуститель не является прежелатинизированный.

[0218] (64) Способ по любому из вариантов реализации 43-63, в котором крахмальный загуститель представляет собой эфирное производное крахмала.

[0219] (65) Способ по любому из вариантов реализации 43-64, в котором крахмальный загуститель представляет собой карбоксиэтиловый эфир крахмала.

[0220] (66) Способ по вариантам реализации 64 или 65, в котором крахмальный загуститель представляет собой соль.

[0221] (67) Способ по варианту реализации 66, в котором крахмальный загуститель представляет собой натрийгликолят крахмала.

[0222] (68) Способ по варианту реализации 66, в котором крахмальный загуститель имеет молекулярную формулу (C₂H₄O₃)_x⋅(Na)_x, где X представляет собой количество повторяющихся звеньев и составляет от около 1800 до около 18000.

[0223] (69) Способ по любому из вариантов реализации 43-68, в котором крахмальный загуститель присутствует в первой суспензии в количестве от около 0,1% до около 5,0% от массы штукатурного гипса.

[0224] (70) Способ по любому из вариантов реализации 43-69, в котором первая суспензия содержит крахмальный загуститель и один или оба из целлюлозы и сополимера. [0225] (71) Способ по любому из вариантов реализации 43-69, в котором первая суспензия содержит целлюлозу и один или оба из крахмального загустителя и сополимера.

[0226] (72) Способ по любому из вариантов реализации 43-69, в котором первая суспензия содержит сополимер и один или оба из крахмального загустителя и целлюлозы.

[0227] (73) Способ по любому из вариантов реализации 43-69, в котором первая суспензия содержит крахмальный загуститель, целлюлозу и сополимер.

[0228] (74) Способ по любому из вариантов реализации 43-73, в котором улучшающая добавка содержит незамещенный крахмал.

[0229] (75) Способ по любому из вариантов реализации 43-74, в котором улучшающая добавка содержит прежелатинизированный крахмал.

[0230] (76) Способ по варианту реализации 75, в котором прежелатинизированный крахмал имеет вязкость от около 20 сантипуаз до около 700 сантипуаз, когда вязкость измеряется при воздействии на крахмал условий метода ИИВ.

[0231] (77) Способ по варианту реализации 76, в котором прежелатинизированный крахмал имеет вязкость, измеренную в соответствии с методом ИИВ, от около 30 сантипуаз до около 200 сантипуаз.

[0232] (78) Способ по любому из вариантов реализации 43-77, в котором улучшающая добавка содержит по меньшей мере один сырой крахмал, имеющий пиковую вязкость от около 100 единиц Брабендера до около 900 единиц Брабендера при измерении вязкости посредством введения крахмала в суспензию с водой при концентрации крахмала, составляющей 15% в пересчете на твердое вещество, и с использованием прибора Вискограф-Е, настроенного на 75 об/мин и 700 смг, в котором крахмал нагревают от 25°С до 95°С со скоростью 3°С/минуту, затем суспензию выдерживают при 95°С в течение десяти минут, а затем крахмал охлаждают до 50°С со скоростью -3°С/минуту.

[0233] (79) Суспензия, содержащая воду, штукатурный гипс, улучшающую добавку и по меньшей мере один из следующих: (а) крахмальный загуститель, (b) целлюлоза или (с) сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту.

[0234] (80) Суспензия по варианту реализации 79, в которой крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер увеличивают вязкость суспензии по меньшей мере на около 100% в течение 30 секунд.

[0235] (81) Суспензия по варианту реализации 80, в которой крахмальный загуститель, целлюлоза и/или сополимер увеличивают вязкость суспензии на от около 100% до около 500% в течение 30 секунд.

[0236] (82) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-81, в которой сополимер содержит около 20% мас.или менее акриловой кислоты.

[0237] (83) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-82, в которой сополимер имеет молекулярную массу от около 100000 до около 1000000.

[0238] (84) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-83, в которой сополимер присутствует в количестве от около 0,1% до около 5,0% от массы штукатурного гипса.

[0239] (85) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-84, в котором целлюлоза является водорастворимой.

[0240] (86) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-85, в которой целлюлоза представляет собой простой эфир целлюлозы.

[0241] (87) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-86, в которой целлюлоза представляет собой алкилцеллюлозу.

[0242] (88) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-87, в которой целлюлоза находится в виде одной или более из метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, гидроксилэтилцеллюлозы, пропилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы и/или гидрокеипропил метил целлюлозы.

[0243] (89) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-88, в которой целлюлоза имеет молекулярную массу от около 10000 до около 1000000.

[0244] (90) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-89, в которой целлюлоза присутствует в количестве от около 0,1% до около 5,0% от массы штукатурного гипса.

[0245] (91) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-90, в которой крахмальный загуститель представляет собой замещенный крахмал.

[0246] (92) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-91, в которой крахмальный загуститель растворим в холодной воде.

[0247] (93) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-92, в которой крахмальный загуститель имеет вязкость, измеренную в соответствии с методом ИИВ, по меньшей мере около 1000 сП.

[0248] (94) Суспензия по варианту реализации 93, в которой крахмальный загуститель имеет вязкость, измеренную в соответствии с методом ИИВ, от около 2000 до около 8000.

[0249] (95) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-94, в которой крахмальный загуститель модифицирован прививкой инородных групп к гидроксильной группе глюкозного звена молекулы.

[0250] (96) Суспензия по варианту реализации 95, в которой инородные группы включают этил, гидроксилэтил, гидроксилпропил, ацетат, фосфат и/или сульфат.

[0251] (97) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-96, в которой крахмальный загуститель не является прежелатинизированным.

[0252] (98) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-97, в которой крахмальный загуститель представляет собой эфирное производное крахмала.

[0253] (99) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-98, в которой крахмальный загуститель представляет собой карбоксиэтиловый эфир крахмала.

[0254] (100) Суспензия по вариантам реализации 98 или 99, в которой крахмальный загуститель представляет собой соль.

[0255] (101) Суспензия по варианту реализации 100, в которой крахмальный загуститель представляет собой натрийгликолят крахмала.

[0256] (102) Суспензия по варианту реализации 100, в которой крахмальный загуститель имеет молекулярную формулу (C₂H₄O₃)_х⋅(Na)_х, где X представляет собой количество повторяющихся звеньев и составляет от около 1800 до около 18000.

[0257] (103) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-102, в которой вода, штукатурный гипс и улучшающая добавка для формования концентрированного слоя находятся в суспензии, а крахмальный загуститель присутствует в суспензии в количестве от около 0,1% до около 5,0% от массы штукатурного гипса.

[0258] (104) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-103, в которой суспензия содержит крахмальный загуститель и один или оба их целлюлозы и сополимера.

[0259] (105) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-103, в которой суспензия содержит целлюлозу и один или оба из крахмального загустителя и сополимера.

[0260] (106) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-103, в которой суспензия содержит сополимер и один или оба из крахмального загустителя и целлюлозы.

[0261] (107) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-103, в которой суспензия содержит крахмальный загуститель, целлюлозу и сополимер.

[0262] (108) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-107, в которой улучшающая добавка содержит незамещенный крахмал.

[0263] (109) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-108, в которой улучшающая добавка содержит прежелатинизированный крахмал.

[0264] (110) Суспензия по варианту реализации 109, в которой прежелатинизированный крахмал имеет вязкость от около 20 сантипуаз до около 700 сантипуаз, когда вязкость измеряется при воздействии на крахмал условий, соответствующих методу ИИВ.

[0265] (111) Суспензия по варианту реализации 110, в которой прежелатинизированный крахмал имеет вязкость, измеренную в соответствии с методом ИИВ, от около 30 сантипуаз до около 200 сантипуаз.

[0266] (112) Суспензия по любому из вариантов реализации 79-111, в которой улучшающая добавка содержит по меньшей мере один сырой крахмал, имеющий пиковую вязкость от около 100 единиц Брабендера до около 900 единиц Брабендера при измерении вязкости посредством введения крахмала в суспензию с водой при концентрации крахмала, составляющей 15% в пересчете на твердое вещество, и с использованием прибора Вискограф-Е, настроенного на 75 об/мин и 700 смг, в котором крахмал нагревают от 25°С до 95°С со скоростью 3°С/минуту, затем суспензию выдерживают при 95°С в течение десяти минут, а затем крахмал охлаждают до 50°С со скоростью -3°С/минуту.

[0267] Следует отметить, что вышеизложенное является просто примерами вариантов реализации изобретения. Другие типичные варианты реализации изобретения понятны из полного описания, приведенного в данном документе. Рядовому специалисту в данной области техники также будет понятно, что каждый из этих вариантов реализации изобретения может быть использован в различных комбинациях с другими вариантами реализации, предложенными в данном документе.

Примеры

[0268] Следующий Пример (Примеры) дополнительно иллюстрируют данное изобретение, но, безусловно, не должен рассматриваться как ограничивающий объем изобретения.

ПРИМЕР 1

[0269] Этот пример демонстрирует композитный гипсокартонный лист с равномерно распределенным по сердцевине листа концентрированным слоем с прочной связью на границе раздела.

[0270] Два многослойных листа размером 6,0×6,0 дюйма (бумага-концентрированный слой-сердцевина-бумага) были приготовлены в лаборатории. Рецептура сердцевины и концентрированного слоя приведена в Таблицах 1 и 2 ниже. Понятно, что вермикулит не является необходимым, однако вермикулит улучшает огнестойкость, но огнестойкость не требуется для листов по раскрытию. Также будет понятно, что эти составы являются просто репрезентативными, но возможны и другие составы, как это описано в раскрытии. Вспенивающий агент находился в форме 0,5%-ного раствора мыла Hyonic™ PFM-33 (доступного от GEO Specialty Chemicals, Амблер, Пенсильвания).

[0271] Концентрированный слой, приведенный в Таблицах 1 и 2, обозначается аббревиатурой «КС». Лист 1А представляет собой многослойный лист, состоящий из сердцевины и концентрированного слоя без загустителя. Лист 1 В представляет собой многослойный лист, состоящий из сердцевины и концентрированного слоя с загустителем.

[0272] Суспензию сердцевины готовили путем вымачивания сухих порошков в растворе в течение 5 секунд и перемешивания в течение 10 секунд в смесителе Hobart с последующим впрыскиванием пены в течение 8 секунд и перемешиванием еще 2 секунды. [0273] Суспензию концентрированного слоя готовили путем вымачивания сухих порошков в растворе в течение 5 секунд и перемешивания в течение 7 секунд в смесителе Waring. И суспензия сердцевины, и суспензия концентрированного слоя были приготовлены одновременно. Тонкую пластиковую раму (внешний размер 6,5 дюйма × 6,5 дюйма × 1/16 дюйма и внутренний размер 6,0 дюйма × 6,0 дюйма × 1/16 дюйма) использовали в качестве формы для концентрированного слоя. Толстую пластиковую раму (внешний размер 6,5 дюйма × 6,5 дюйма × 1/2 дюйма и внутренний размер 6,0 дюйма × 6,0 дюйма × 1/2 дюйма) использовали в качестве формы для сердцевины. Форму для концентрированного слоя помещали на лицевую бумагу размером 6,5 дюйма × 6,5 дюйма. Суспензию концентрированного слоя выливали в форму для концентрированного слоя и равномерно распределяли шпателем. Затем форму для сердцевины помещали поверх формы для концентрированного слоя. Затем суспензию сердцевины выливали на концентрированный слой и сердцевину покрывали тыльной бумагой размером 6,5 дюйма × 6,5 дюйма. После схватывания и затвердевания обеих суспензий лист размером 6 дюймов × 6 дюймов разрезали и извлекали из форм. Лист сушили при 110°F в течение 24 часов.

[0274] Этот пример показывает, что использование агентов, предупреждающих вымывание, что описано в данном документе, полезно для формования однородного концентрированного слоя. На Фиг. 3 изображены поперечные сечения листа 1А и листа 1 В после сушки при 110°F в течение 24 часов. Лист 1А не содержит однородного концентрированного слоя, и часть концентрированного слоя была вымыта, в то время как лист 1 В содержит плотный и однородный концентрированный слой поверх сердцевины.

[0275] На Фиг. 4 изображены поперечные сечения листа 1А и листа 1В после обжига при 600°С в течение 1 часа. Концентрированные слои на обоих образцах показывают хорошее сцепление с сердцевиной, что указывает на то, что добавление загустителя улучшает адгезионную способность суспензии концентрированного слоя, но не влияет на процесс гидратации гипса.

[0276] Содержание всех ссылок, включая публикации, патентные заявки и патенты, цитируемых в данном документе, является включенным в данный документ посредством ссылки в той же степени, как и в случае индивидуального и отдельного указания по каждой ссылке о включении ее содержания посредством ссылки и ее изложения в данном документе во всей ее полноте.

[0277] Подразумевается, что термины, приведенные в единственном числе и в виде термина «по меньшей мере один», а также подобные ссылки (особенно в контексте нижеследующей формулы изобретения) охватывают как единственное, так и множественное число, если в данном документе не указано иное, либо если это явно не противоречит контексту. Использование термина «по меньшей мере один», за которым следует перечисление одного или более элементов (например, «по меньшей один из А и В»), следует понимать как один элемент, выбранный из перечисленных элементов (А или В) или любую комбинацию из двух или более перечисленных элементов (А и В), если в данном документе не указано иное, либо если это явно не противоречит контексту. В контексте данного описания следует понимать, что термин «во взаимосвязанном отношении» не обязательно означает, что два слоя находятся в непосредственном контакте. Подразумевается, что термины «содержащий», «имеющий», «включающий» и «имеющий в своем составе» представляют собой неограничивающие термины (т.е. означающие «включающий, но не ограничивающийся этим»), если не указано иное. Кроме того, везде, где говорится «содержащий» (или его эквивалент), «содержащий» считается включающим «состоящий по существу из» и «состоящий из». Таким образом, вариант реализации, «содержащий» (один) элементны), поддерживает варианты реализации, «состоящие по существу из» и «состоящие из» перечисленных элементов. Считается, что везде, где говорится «состоящий по существу из», включен и «состоящий из». Таким образом, вариант реализации, «состоящий по существу из» (одного) элемента (ов), поддерживает варианты реализации, «состоящие из» перечисленных элементов. Перечисление диапазонов значений в данном документе предназначено исключительно для использования в качестве символического способа индивидуальной ссылки на каждое отдельное значение, принадлежащее данному диапазону, если в данном документе не указано иное, при этом каждое отдельное значение включено в описание аналогично индивидуально указанному в данном документе. Термин «типичный» относится к примеру и не предназначен для предложения лучшего примера. Все способы, описанные в данном документе, могут быть осуществлены в любом приемлемом порядке, если иное не указано в данном документе, либо если это явно не противоречит контексту. Использование любых и всех примеров или типичных формулировок (например, «такие как»), приведенных в данном документе, предназначено исключительно для лучшей иллюстрации изобретения и не налагает ограничений на объем изобретения, если не утверждается иное. Ни одна формулировка в описании не подразумевает указания ни на один не заявляемый элемент, как существенный для практической реализации изобретения.

[0278] В данном документе описаны предпочтительные варианты реализации данного изобретения, включающие лучший, по мнению заявителей, способ реализации изобретения. Для рядовых специалистов в данной области техники, возможности изменения таких предпочтительных вариантов реализации изобретения могут стать очевидными после прочтения предшествующего описания. Авторы изобретения ожидают, что квалифицированные специалисты будут использовать такие варианты в соответствующих случаях, и авторы изобретения предполагают, что изобретение будет осуществлено на практике иным образом, чем конкретно описано в данном документе. Соответственно, данное изобретение содержит все изменения и эквиваленты предмета изобретения, перечисленные в прилагаемой к данному документу формуле изобретения, согласно нормам действующего законодательства. Более того, изобретением охватывается любое сочетание вышеописанных элементов во всех их возможных вариациях, если в данном документе не указано иное, либо это явно не противоречит контексту.

Изобретение относится к изготовлению гипсокартонных листов. Технический результат - снижение массы гипсокартонного листа при сохранении прочности. Композитный гипсокартонный лист содержит сердцевину листа и концентрированный слой. Сердцевина листа содержит затвердевший гипс, образована из первой суспензии, содержащей воду и штукатурный гипс, имеет первую и вторую сторону сердцевины, которые определены в противоположных направлениях. Концентрированный слой, расположенный во взаимосвязанном отношении с первой лицевой стороной сердцевины, имеет плотность в сухом состоянии по меньшей мере в 1,1 раза выше, чем у сердцевины листа в сухом состоянии, сформован из второй суспензии, содержащей воду, штукатурный гипс, крахмальный загуститель, по меньшей мере один водорастворимый эфир целлюлозы и необязательно сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту. В качестве крахмального загустителя использовано эфирное производное крахмала со степенью замещения - отношением замещенных групп к глюкозным звеньям - по меньшей мере 0,5, необработанное тепловой обработкой, полученное прививкой инородных групп к гидроксильной группе глюкозного звена молекулы крахмала, причем инородные группы выбраны из: этила, гидроксилэтила, гидроксилпропила, ацетата, фосфата, сульфата. По меньшей мере один водорастворимый эфир целлюлозы выбран из: метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, гидроксилэтилцеллюлозы, пропилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы и гидроксипропилметилцеллюлозы. Указанные крахмальный загуститель, водорастворимый эфир целлюлозы и сополимер вводятся во вторую суспензию для увеличения ее вязкости по меньшей мере на 100% в течение 30 с для предотвращения вымывания второй суспензии при распределении по ней первой суспензии. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 1 пр.

1. Композитный гипсокартонный лист, содержащий:

(a) сердцевину листа, содержащую затвердевший гипс и образованную из первой суспензии, содержащей воду и штукатурный гипс, причем сердцевина имеет первую и вторую сторону сердцевины, которые определены в противоположных направлениях; и

(b) концентрированный слой, расположенный во взаимосвязанном отношении с первой лицевой стороной сердцевины, имеющий плотность в сухом состоянии по меньшей мере в 1,1 раза выше, чем у сердцевины листа в сухом состоянии, сформованный из второй суспензии, содержащей воду, штукатурный гипс,

(i) крахмальный загуститель - эфирное производное крахмала со степенью замещения - отношением замещенных групп к глюкозным звеньям - по меньшей мере 0,5, необработанное тепловой обработкой, полученное прививкой инородных групп к гидроксильной группе глюкозного звена молекулы крахмала, причем инородные группы выбраны из: этила, гидроксилэтила, гидроксилпропила, ацетата, фосфата, сульфата,

(ii) по меньшей мере один водорастворимый эфир целлюлозы, выбранный из: метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, гидроксилэтилцеллюлозы, пропилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы и гидроксипропилметилцеллюлозы,

и, необязательно,

(iii) сополимер, содержащий полиакриламид и акриловую кислоту,

причем указанные крахмальный загуститель, водорастворимый эфир целлюлозы и сополимер вводятся во вторую суспензию для увеличения ее вязкости по меньшей мере на 100% в течение 30 с для предотвращения вымывания второй суспензии при распределении по ней первой суспензии.

2. Композитный гипсокартонный лист по п. 1, отличающийся тем, что сополимер содержит 20 мас.% или менее акриловой кислоты и имеет молекулярную массу от 100000 до 1000000.

3. Композитный гипсокартонный лист по п. 1 или 2, отличающийся тем, что концентрированный слой сформован из суспензии, содержащей крахмальный загуститель, эфир целлюлозы и сополимер.

4. Композитный гипсокартонный лист по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что

первая суспензия, необязательно содержит улучшающую добавку, вторая суспензия, содержит улучшающую добавку,

причем улучшающая добавка содержит:

(i) по меньшей мере один прежелатинизированный крахмал, имеющий вязкость от 20 сантипуаз до 700 сантипуаз, когда вязкость измеряют при воздействии на крахмал условий метода ИИВ (VMA), и

(ii) по меньшей мере один сырой крахмал, имеющий пиковую вязкость от 100 единиц Брабендера до 900 единиц Брабендера, при измерении вязкости посредством введения крахмала в суспензию с водой при концентрации крахмала, составляющей 15% в пересчете на твердое вещество, и с использованием прибора Вискограф-Е, настроенного на 75 об/мин и 700 смг, в котором крахмал нагревают от 25°С до 95°С со скоростью 3°С/мин, затем суспензию выдерживают при 95°С в течение десяти минут, а затем крахмал охлаждают до 50°С со скоростью -3°С/мин;

когда улучшающая добавка присутствует в первой суспензии, улучшающая добавка находится во второй суспензии в более высокой концентрации, чем в первой суспензии.