具有一个非织造衬里和改进韧性的石膏板的制作方法

专利名称：具有一个非织造衬里和改进韧性的石膏板的制作方法
背景技术：
发明领域本发明涉及在一面贴有聚合物非织造片材材料的改进的石膏基底材，所述石膏基底材适用于建筑材料，例如墙板、天花板、地板衬底和室内和室外护套。
相关技术描述石膏板传统上由连续法制造。在该方法中，首先在机械混合机中将半水合硫酸钙(也称为烧石膏)、水和其他试剂混合，产生石膏淤浆。用于石膏淤浆的这些多种添加剂作为凝固促进剂(例如石膏粉(ground gypsum)、硫酸钾)、缓凝剂(例如二亚乙基三胺四乙酸)、减水剂(例如缩合萘磺酸酯)、发泡剂(例如月桂醇醚硫酸酯)、衬里粘合剂(例如淀粉)、阻燃剂(例如硼酸)、用于改进物理性能和防火性的玻璃纤维、改进对防火性反应的其他试剂(例如粘土)、防水剂(例如蜡或聚硅氧烷)或其他试剂。将石膏淤浆淀积在纸片材上，所述纸片材的各边均划痕或折痕，以便将各边折叠形成高度与板厚度相同的侧壁，并且还有宽约1英寸的折板(flap)折回该板上。随后将上部连续推进的纸片材铺设在石膏淤浆上，在顶部和/或底部片材的边缘用胶水将顶部和底部片材的边缘互相粘贴在一起。为了形成未凝固的石膏夹在已知为饰面或衬里的纸片材之间的完整连续的平带，将纸片材和石膏淤浆通过平行的顶部和底部成形板或辊之间。
石膏板为多个专利的主题，例如美国专利4,057,443、加拿大专利1,189,434以及同时待审的美国专利申请系列号09/512,921、09/513,097和10/172,135(转让给DuPont)，所有的这些专利通过引用结合到本文中来。
多年来已认识到高韧性和抗滥涂性为建筑用石膏基板的合乎需要的性能。这里高韧性和抗滥涂性的特征在于初始模量高、相应于高至中等初始模量的弯曲强度高、最大弯曲强度高和断裂功高。除了高韧性，为了抗滥涂和在负载情况下具有某种柔韧性，希望石膏板抗磨和抗压痕。
标准石膏板用纤维素纸衬里制备，制成的石膏板具有合理的强度和可油漆的表面。但是，使用纸作为石膏板的衬里有以下缺点。纸用作霉菌和霉的食物源。另外，当由于水渗透或非常潮湿使纸变潮湿时，纸变得非常不牢固，直接从石膏中心或多层片材的各层之间脱层。同样，标准纸衬里石膏板的一个众所周知的问题是当除去墙纸时纸衬里剥落。除去旧墙纸最常用的技术为通过划痕将旧墙纸打孔，随后用水润湿已打孔的墙纸，使墙纸下面的胶水松开，导致纸衬里潮湿，因此当除去墙纸时纸衬里非常易剥离。
此外，比起某些应用所需的，标准纸衬里石膏板的断裂功较低且抗磨性较差。在应力-应变曲线中，WTB由该应力-应变或断裂曲线下的面积表示。在应用中，为了获得高抗磨性，通常将纸贴面的石膏板涂覆另一种材料，例如特制油漆或墙覆盖物。当用于通行量高的区域时，为了使耐久性更好，将纸贴面的板频繁地用硬片材墙纸或塑料膜覆盖。
开发了具有非纤维素纸衬里的商业可得的石膏板产品，一个实例为Dens-ArmorTMPlus内墙板(购自Georgia-Pacific，Inc.，Atlanta，Georgia)。Dens-ArmorTMPlus使用玻璃纤维板代替纤维素纸衬里。但是，该产品WTB较低且挠度小，因此易碎。此外，在室内应用中Dens-ArmorTMPlus的表面与标准纤维素纸衬里的石膏板非常不同—例如该石膏板不接受油漆。对于室内墙应用，希望具有与标准纸衬里石膏板相似表面的石膏板，使得可油漆并具有与标准纸衬里石膏板相似的外观。
加拿大专利1,189,434描述了一种较坚固且更持久的合成片材材料作为常规石膏板产品中纸衬里的代用品。该专利公开了用Tyvek片材贴面制备的石膏板，所述片材通过溶液闪纺聚乙烯形成纤细的丛丝原纤结构，所述原纤结构可热粘合形成湿蒸汽可渗透的纺黏非织造材料。Tyvek为E.I.du Pont de Nemours and Company，Wilmington，Delaware(DuPont)的注册商标。但是，根据该专利制备的石膏板产品有一些缺点。发现该产品在板制备过程中衬里材料与石膏淤浆之间的粘合剂粘合性差。此外，尽管该Tyvek衬里在轴向(MD)与纸强度相同且横向(CD)强度为纸的近3倍，但在该衬里的轴向，该板的强度仅为纸衬里标准石膏板强度的约三分之一。此外，该石膏板的表面有光泽且几乎像薄膜一样光滑，这点是Tyvek片材表面的特性，不是石膏板所需的表面。另外，Tyvek片材的熔点非常低，为135℃，该片材在接近100℃时开始收缩。由于用于常规石膏板制备工艺的干燥烘箱工作温度超过100℃，通常超过150℃，因此片材的熔点低是不利的。
希望石膏板在润湿或在非常潮湿的环境中不下垂或明显减小弯曲强度。此外，还希望石膏板抗磨和抗压痕。还希望石膏板衬里和中心之间的剥离强度高。还希望衬里和上层覆盖物之间的剥离性好。
还希望石膏板基本不含作为霉菌生长营养素的组分。常规的石膏板包含有机物，该有机物对真菌(例如霉菌和霉)提供食物。
发明概述在一个实施方案中，本发明涉及一种石膏板，所述石膏板包含固定在两片衬里之间的石膏中心，其中一片衬里为覆盖所述石膏板暴露面的面衬，另一片衬里为覆盖所述石膏板非暴露面的背衬，其中一片衬里为聚合物非织造片材材料，其中当在所述聚合物非织造片材材料的反面向所述板施加中心负载测定断裂功时，在0.75英寸应变下，所述石膏板在所述聚合物非织造片材材料轴向的断裂功大于30磅-英寸。
在另一个实施方案中，本发明涉及固定在两片衬里之间的石膏中心，其中一片衬里为覆盖所述石膏板暴露面的面衬，另一片衬里为覆盖所述石膏板非暴露面的背衬，其中一片衬里为聚合物非织造片材材料，其中当在所述聚合物非织造片材材料的反面向所述石膏板施加中心负载测定断裂功时，在0.75英寸应变下，所述板轴向断裂功大于60*X磅-英寸，其中X为所述板的厚度(单位为英寸)。
附图简述

图1表示说明随着施加力(力单位)的增加，各种石膏板试样变形(距离单位)的应力-应变曲线。
发明详述本发明描述了使用聚合物非织造片材材料衬里石膏板的一面制备的石膏板产品。对于室内应用，所述石膏板暴露且看得见的一面通常称为“正面”。所述石膏板的另一面(也称为“反面”)通常称为“背面”。该“背面”为与螺栓和墙后的空穴(也称为“墙空穴”)接触的面。
如待审的美国专利申请系列号10/172,135所述，为了使抗冲击性好，虽然通常希望在所述石膏板的正面和背面都具有非织造衬里，但非织造衬里比常规的纤维素纸衬里昂贵。已发现，仅在一面具有非织造衬里的本发明的石膏板在某些应用中同样可以接受，并且通常更能负担得起。如本文所述，所述板的反面衬有某些其他底材，例如玻璃、纸等。
如下文进一步所述，所述非织造片材可衬里在所述石膏板的正面或背面，导致产品的性能不同。根据具体的实施方案，所述板产品比目前可得的常规板具有独特和改进的性能与标准纸衬里的板相比，断裂功(WTB)高；初始模量、屈服强度和峰值负载好；以及在所述表面装饰前后抗因磨损和划痕引起的滥涂性好。
本发明的目标为提供石膏板，所述石膏板具有以下产品特性柔韧性、高韧性、抗霉菌、抗划痕、纸样表面和合理价格。
希望提供具有以下特性的石膏板抗磨和抗剥离的表面稳定性、抗液体水和高湿度以及防火性好。
所述产品还可以这样的方法制备，使得所述产品不支持霉菌生长并使所述结构为抗霉菌结构。
由于所述聚合物衬里通常具有疏水性，所述板还可以这样一种方法制备，使得与常规纸衬里石膏板相比，所述板更抗液体水或水蒸汽的有害影响。所述板还可以这样一种方法制备，使得所述板具有改进的防火性和对防火性的反应。
本发明还描述了制备该产品的方法，所述方法包括与所述衬里表面相邻使用石膏稠密层以促进湿粘合性好以及使用促进所述衬里与石膏中心粘合性好的添加剂。使用常规石膏板机器制备各种优异的产品可实现本发明，仅按需对设备进行小的改变，以适应所述非织造衬里和板的高性能。
在第一个实施方案中，本发明涉及在一面衬有非织造织物的石膏板产品，其中除了初始模量、屈服强度和峰值负载好以外，当在衬有所述非织造织物面的反面向所述衬里施加中心负载测定WTB时，所述板在所述非织造织物轴向(MD)的WTB高。下文中除非另外说明，否则在衬有所述非织造织物一面的反面向所述衬里施加中心负载测定WTB。还应注意的是，“轴向”(MD)是指制备所述非织造衬里的方向(与形成片材机器的前进方向平行)，“横向”(CD)是指与所述轴向垂直的方向。还应注意的是，所述非织造衬里的轴向和横向同样决定了所述石膏板的轴向和横向。本发明的石膏板产品在0.75英寸应变下，在所述非织造衬里轴向的WTB大于30磅-英寸，优选在1.0英寸应变下大于40磅-英寸，即使当所述板的厚度仅为约0.5英寸。更优选本发明的石膏板产品轴向WTB可用以下方程式表示WTB≥60*X磅-英寸其中X为所述板的厚度(单位为英寸)。
本发明的石膏板在0.75英寸应变下，在所述非织造衬里横向的WTB大于10磅-英寸，优选在1.0英寸应变下大于10磅-英寸。
本发明的石膏板轴向初始模量至少为500磅/英寸，峰值负载至少为40磅。在峰值负载下的WTB至少为30磅-英寸。
优选本发明的石膏板即使经0.5英寸弯曲应变和大于40磅弯曲应力下或者甚至在1.0英寸应变和45磅应力下不断裂。采用ASTMC36，将本发明的石膏板在水下保持2小时后立即测定弯曲强度峰值负载时，预期所述石膏板轴向弯曲强度仅减少小于75％。本发明的石膏板轴向弯曲强度峰值负载与横向峰值负载的比率小于3。
本发明的石膏板包括两片包封石膏中心的衬里。一片衬里为多孔纤维质聚合物非织造片材，可包含热粘合和/或化学粘合熔纺的基本连续的纤维、粗梳和/或气流铺设短纤维网、针刺短纤维网、水刺成网纤维网或其他非织造结构。所述非织造衬里由衍生自缩合型和/或加成型单体的形成纤维的聚合物制备。这类聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、脂族或芳族聚酰胺或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。优选所述非织造衬里包括软化点或熔点大于150℃的聚合物。这类聚合物包括聚丙烯(软化点或熔点为160℃)和PET(软化点或熔点为250℃)。其原因是干燥烘箱的温度远远高于100℃，通常高于150℃。由软化点或熔点小于150℃的片材制备的衬里在该方法的干燥步骤中可融化、弯曲或收缩。
形成用于本发明的非织造衬里的纤维可包含添加剂，例如染料、颜料、紫外稳定剂和热稳定剂以及抗微生物剂。
优选所述非织造衬里为单组分纤维和双组分纤维的混合物，所述纤维已经过粗梳和/或气流铺展并水刺为非织造片材，随后在干燥和热压延过程中粘合。当外壳-中心型双组分纤维用于所述非织造衬里时，所述外壳的熔点远远低于对强度起作用的纤维中心和热粘合整个片材结构的任何单组分的熔点。能热粘合的纤维可为低熔点单组分纤维，但是优选双组分纤维。当所述非织造衬里包含单组分和双组分纤维的混合物时，双组分纤维的量占所述衬里织物重量的约10％-50％，优选为约15％-35％。
此外，为了制备具有特定强度性能的新型石膏板，用于本发明的非织造衬里应具有合适水平和合适类型的强度性能。优选所述非织造衬里轴向和横向剥离拉伸强度与纸相似。此外，本发明的非织造衬里在负载下的断裂伸长百分比应为低至中等。
所述非织造衬里的拉伸强度改进本发明板的性能。轴向剥离拉伸强度至少为35磅/英寸，优选大于65磅/英寸，横向剥离拉伸强度至少为12磅/英寸，优选大于22磅/英寸。断裂伸长为在断点变形的百分数，所述非织造衬里的轴向断裂伸长至少小于100％，优选小于50％，横向断裂伸长至少小于300％，优选小于100％。在1磅力下，所述衬里的轴向伸长百分比至少小于0.7％，优选小于0.5％，横向伸长百分比至少小于3％，优选小于1.5％。在3磅力下，所述衬里的轴向伸长百分比至少小于1.5％，优选小于0.7％，横向伸长百分比至少小于7.0％，优选小于3.0％。
所述衬里的非织造片材的硬度应足够高，使得所述片材象纸一样折叠和划痕，以便在现有的石膏板制造机上代替纸。在形成板的过程中，当所述非织造片材用作首先淀积所述石膏淤浆的底部衬里时，这一点是特别需要的。
在所述石膏中心非织造片材反面的衬里可为任何类型的片材材料。所述衬里可为例如用于标准纸衬里墙板的纤维素纤维的纸、各种玻璃纤维(连续或非连续的)的织物、薄膜、织造织物、稀松布或其某些组合。
对于某些需要抗冲强度好的应用，本发明的石膏板在所述板的背面衬有非织造衬里。所述板适用于住宅建筑或工业建筑。
对于需要改进抗霉菌的应用，本发明的石膏板包含基本不含能支持微生物生长的营养素的中心。“微生物”是指微观或超微观大小的任何生物，包括真菌、霉和细菌。对于需要在所述板的背面(即与其中湿度高且在使用中可存在湿气冷凝物的墙空穴接触的面)抗霉菌的应用，本发明的石膏板包含不含能支持微生物生长的营养素的非织造衬里。对于还需要抗霉菌的应用，所述石膏板本身可基本不含能支持微生物生长的营养素，在这种情况下，所述板的各组分、衬里、粘合剂和所述石膏中心均基本不含能支持微生物生长的营养素。
在所述板的背面而不是正面衬有非织造衬里的本发明的实施方案(例如为了具有抗冲强度)中，为了表面抗压痕和易修整或油漆，在所述板的正面可包含重的纤维素纸，例如常规用于衬里石膏板的那些纤维素纸。使用的纸可任选特别配制以降低用于微生物生长的营养素含量和/或可用杀虫剂处理以抗微生物生长。
在本发明的另一个实施方案中，在所述石膏板的正面使用非织造衬里。所述板的背面可衬有不太昂贵的衬里，例如玻璃纤维衬里或薄膜等。所述玻璃衬里可为织造或非织造的，所述玻璃纤维可为连续或非连续的。由于非织造衬里的表面与常规的纤维素纸类似，通过常规的修整步骤可完成所需的表面修整，例如采用ASTM C 840第22.6节，3级或4级(Level)，用粘合剂覆盖接缝和扣件头，随后涂底漆和油漆。由于可避免在整个表面上涂覆昂贵的粘合剂(也称为“石膏复合物”或“泥浆”)，因此这种方法是有利的。应注意的是，由于大多数市售的粘合剂为常规的纤维素纸配制，非织造衬里与标准纤维素纸表面纹理有细小差异，因此对所述粘合剂制剂有小的调整是有益的。使用本发明的石膏板，仅需要在墙板和外面的钉孔之间的接缝处涂覆粘合剂。与此相反，为了达到均匀的表面修整，即接缝或钉头看不见，DensArmorTMPlus(购自GP Gypsum，为GeorgiaPacific Corp.，Atlanta，Georgia的子公司)需要采用ASTM C 840第22.6节，5级配制，即将粘合剂涂覆于整个表面。希望非织造衬里表面的表面可湿性好，使可油漆性好。
在本发明的该实施方案中，所述非织造衬里的强度特性影响所述板的抗压痕性，面衬里下面的石膏中心的硬度和压缩强度也影响抗压痕性。此外，在正面使用非织造衬里有助于改进所述板正面的抗压痕性。
此外，通过降低所述中心制剂的营养素含量和/或在所述中心中包含杀虫剂，可使本发明的该实施方案高度抗霉菌。还希望上述粘合剂以及任何接缝胶带纸基本不含支持霉菌生长等的营养素。优选所述接缝胶带纸由与用于所述板衬里相同的非织造材料制备。
包封所述石膏中心的两片衬里均应具有足够的孔隙率和疏松度(bulk)(本文中定义为每单位基础重量的厚度乘以密度)，使得在制备板的过程中湿石膏淤浆中有一些渗透通过两片衬里，同时在两片衬里之间仍包含湿石膏淤浆。具有非常稠密填充纤维的衬里结构对石膏淤浆的湿粘合性非常差，而太疏松和敞开的衬里每单位基础重量不具备所需的强度，可使所述湿石膏淤浆完全渗出。
用于本发明的非织造衬里为多孔片材材料，其中平均流动孔径为5-100μm，优选为7-70μm。平均流动孔隙压力至少小于3psi，优选小于1psi。所述非织造衬里具有特定的稠度水平，也就是说，所述非织造衬里包括至少20％体积的空隙，优选大于50％的空隙，其疏松度至少为1.25，优选大于2。
根据本发明的一个优选的实施方案，所述非织造衬里的第一个表面特征在于在衬里的各纤维之间形成孔或空间，孔要具有足够的大小使石膏淤浆进入该孔，与各纤维缠结，使得当石膏凝固时所述石膏中心与所述衬里之间形成强的机械粘合。上述孔径大小、空隙和疏松度范围的组合使得湿凝固石膏层与非织造衬里的各纤维缠结，使得湿粘合性好，所述石膏淤浆不会完全从所述非织造衬里渗出至另一面。
用于本发明石膏板的非织造衬里必需与所述石膏中心湿粘合性好。所述衬里与所述中心之间的湿粘合性部分取决于用作衬里材料的片材的结构和组成，部分取决于所述石膏中心的组成。由于作为制备所述板的常规方法的常规部分，衬里与石膏中心的组件翻转，因此在制备所述板时湿粘合性是特别重要的。在所述板制备方法的该步骤中，湿粘合性好对保持组件完整性是关键的因素。
所述非织造衬里和所述石膏中心之间的干粘合性好也是非常重要的，将衬里的强度表现为修整的石膏板的强度性能。除了由于淤浆渗透进入衬里结构引起的机械相互作用，认为所述衬里和石膏中心之间的化学粘合也有助于改进干粘合性。
希望在所述非织造衬里表面的各纤维与所选具有足够微移动的湿石膏淤浆接触，使其溶胀，随后在凝固和干燥步骤中所述石膏中心收缩。
根据所述石膏板产品的应用，可能需要不同的产品性能，因此可使用不同的产品构型。例如在室内应用中，当所述板产品的表面暴露于室内时易被滥涂，希望所述板的表面抗压痕性和抗磨性好，同时光滑性类似于纸基石膏板。所述石膏板的正面衬有非织造衬里可实现这一点，其中暴露于室内的衬里表面的光滑性与纸类似。为了改进湿粘合性和干粘合性，优选暴露于石膏中心的衬里表面更粗糙。
当本发明的石膏板用于室内时，优选所述衬里暴露面(即“外表面”)的外观与通常用于石膏板的纸衬里的外观尽可能地相似。为了提供经油漆的外表面的合适的外观，优选本发明的非织造衬里类似常用纸衬里的表面。同样，为了便于应用和除去墙纸，所述非织造衬里的外表面应与常用纸衬里的表面尽可能地相似。
为了使所述非织造衬里具有与纸相似程度的光滑性(或粗糙度)，可将所述非织造衬里热压延。热压延还改进了衬里的强度性能，导致改进了石膏板的强度性能；特别是石膏板的模量、屈服强度和峰值负载，WTB高。除了热压延或替代热压延，可使用各种其他技术实现热粘合，例如通空气(through-air)粘合、红外粘合和在热空气对流烘箱中热粘合。还可使用包含低熔点单组分和/或双组分纤维的粘合剂纤维。所述方法可与化学粘合法结合使用，例如树脂粘合法，其中通过各种技术(例如喷雾、发泡等)将粘合剂组分(如果需要含有交联剂)涂覆于衬里整体，随后干燥和/或固化。所述粘合剂可为粉末形式并可以干形式简单地通过喷雾涂覆。
优选用于本发明的纤维质非织造片材材料在其至少一面上有微量的纤维突出于表面，当制备所述石膏板时，该面与所述石膏中心接触。可将所述纤维质非织造片材进行处理(例如水刺、空气喷射缠结和针刺)来实现这一点。由于在湿阶段和干阶段中，粗糙的表面增强了所述衬里表面和石膏之间的相互作用，这点有助于使衬里的表面与石膏淤浆接触，即“内表面”应粗糙。
还可将所述非织造衬里与另一种片材材料粘合，使所述非织造衬里改进的性能与加入的粘合层的其他性能结合使用。在该方法中，可用作多层材料的实例有其他非织造衬里、织造片材、稀松布、薄膜、箔等。如上所述，为了干燥所述石膏中心，需要所述衬里具有透气性。所述衬里的透气性可为不连续的(衬里的各区域具有高透气性、低透气性或不具有透气性)。此外，所述石膏板的一面还可具有低透气性或不具有透气性。
应注意的是，在所述衬里的表面精细压纹图案确实有助于湿粘合，但是压纹图案产生了不是像纸一样光滑的表面。当所述石膏板用于室外应用时，希望所述板包括压纹沟槽图案的非织造衬里，所述沟槽要足够大使水在重力作用下排出。
配制所述石膏中心，与所述非织造衬里的性能一起改进本发明的石膏板。发现所述中心化学组成的性质提高所述中心和衬里之间的干粘合强度。
本发明的石膏淤浆制剂中的主要成分为灰泥(半水合硫酸钙)、促进剂(例如石膏粉(二水合硫酸钙)和硫酸钾)、作为预混泡沫加入的发泡剂和粘合剂(优选为非淀粉基粘合剂，例如聚乙烯醇(PVA)或胶乳)。当然，所述胶乳的类型应不能对霉菌和其他真菌提供食物源。优选使用的非淀粉基粘合剂在室温下不溶于水，在干燥时使所述衬里和所述中心之间的干粘合强度高。还可使用其他非淀粉基粘合剂，例如聚乙酸乙烯酯。为了在干燥时所述粘合剂完全不溶于水，所述制剂还可包含交联剂。PVA以溶液形式加至所述中心，但也可以其他形式加入，例如加入在凝固和干燥步骤中溶解的粉末状PVA，或者将溶液直接喷雾在衬里表面。还可按需加入常规石膏板中经常使用的其他添加剂，例如减水剂或阻燃剂，使所述中心制剂适于所述制造方法。
湿润剂也可用于所述淤浆中或直接涂覆于衬里表面以尽可能地提高所述石膏淤浆在各纤维之间的润湿和渗透。这些润湿剂可包括具有亲水基和疏水基的合成化学品，已知所述润湿剂降低水溶液的表面张力并减小与疏水固体的接触角。多种润湿剂具有这种功能，例如肥皂和洗涤剂或发泡剂。优选的润湿剂为聚乙烯醇(PVA)。
还可向所述淤浆中加入其他组分以改进产品性能或使制备方法最优化。所述组分的实例有改进防火性的玻璃纤维和/或粘土，在干燥过程中防止煅烧的硼酸等。如果所述产品的一个要求为抗霉菌，则不应使用对于霉菌和其他真菌提供食物源的添加剂，例如葡萄糖、胶水或淀粉。
在本发明的优选的应用实施方案中，例如用于户外墙或室内住宅浴室墙，为了使所述石膏板防水，所述中心包含防水剂，例如蜡或聚硅氧烷。在另一个优选的应用实施方案中，所述中心既包含防水剂也包含改进防火性的试剂，例如玻璃纤维或粘土。
优选本发明的板在衬里的直接下面具有薄的较高密度具有降低的空气空隙百分比的石膏层以使得已修整的石膏板具有所需的边缘和表面硬度。可通过如美国专利1,953,589和美国专利5,718,797所述的称为“辊涂”的方法实现这一点，这两篇专利均通过引用结合到本文中来。在辊涂中，首先将较高密度石膏淤浆铺设于底部衬里，随后将标准密度或较轻密度的石膏淤浆倒在顶部。所述顶部衬里还涂覆有较高密度石膏淤浆薄层。结果是较高密度石膏薄层直接在外部衬里的下面并沿着每一边缘，使得所述板具有改进的性能，例如增强的硬度。
本发明的石膏板产品的一个主要的优点在于可在现有的板生产线上制备所述新型板，对方法配置和设备仅有适度的改变。对方法配置和设备的改变是为了使产品和方法最优化，最好地利用改进的石膏板衬里和石膏板产品，以及按需改变使最终的石膏板产品具有更加改进的物理性能。
测试方法测定非织造衬里的特性剥离拉伸性能采用ASTM 5035，使用CRE(恒定拉伸速率)英斯特朗拉伸试验机(购自Instron Corporation of Canton，Massachusetts)测定衬里的剥离拉伸性能。使用的试样大小为1英寸×8英寸；量规长度为5英寸，速度为2英寸/分钟。测定的性能为峰值负载(磅)、断裂伸长(％)、在1磅负载下的伸长(％)和在3磅负载下的伸长(％)。
孔数据在具有顶部至底部流动室的PMI机器(Porous Materials，Inc.ofIthaca，New York制造)上获得衬里的孔数据。使用直径为2.5cm的试样夹，在试样的下面具有40目的载体筛网(金属丝的直径为0.25mm，筛网开口0.375mm)。使用的测试流体为Silwick-20.1dynes(购自PMI)。于23mmHg真空度下在所述测试流体中制备试样1分钟。测定并记录平均流动孔径(μm)和平均流动孔隙压力(psi)。
疏松度根据以下公式计算疏松度(无单位)厚度(密耳)/基础重量(oz/yd2)×密度(g/cm3)×0.7493。本文中PET的密度假定为1.38g/cm3；本文中共聚对苯二甲酸乙二酯的密度假定为1.35g/cm3；本文中线形低密度聚乙烯(LLDPE)的密度假定为0.91-0.95g/cm3；尼龙6，6的密度假定为1.3g/cm3。
基础重量采用ASTM D3776计算基础重量(单位面积的重量，oz/yd2)。
空隙百分比根据以下公式计算空隙百分比(％)(1-1/疏松度)×100。
测定断裂特性用石膏板的制备方法如下所述使用特定的石膏淤浆制剂和特定的衬里制备石膏板。有两种制备板的方法(1)辊涂底部衬里和(2)不辊涂底部衬里制备板。在两种情况下均将两片14英寸长和10英寸宽的衬里固定于模具的一端，两片衬里用0.5英寸厚的隔板间隔。模具的制备使得模具的开口端比模具的封闭端高1英寸，这样有助于防止所述淤浆从模具的开口端流出。开始时模具的顶部开口，使得一旦将淤浆倒在底部衬里上，顶部衬里在原位折叠。各边缘高0.5英寸，使得当将淤浆倒在底部衬里上时，淤浆展开，顶部衬里放入原位，制备了10英寸宽、约12英寸长和0.5英寸厚的试样。对每一种制备板的方法描述如下如果底部衬里需要辊涂，在Cuisinart CB-4J型共混机(Cuisinart，E.Windsor，New Jersey制造)中，在30秒内将灰泥/促进剂共混物筛分在水中，随后将该混合物高速混合7秒。这时将50-75ml混合物沿着模具的一端快速倒在所述底部衬里的背面，随后使用10英寸宽的修平刀将该混合物在衬里表面上展开。用修平刀推4次，很好地覆盖了厚度小于1mm的涂层，某些过量的淤浆倒入不用于形成最终试样的模具的顶端。用水稀释CedepalFA406(购自Stepan Chemicals)发泡剂，得到0.5％重量泡沫浓度的溶液，单独制备了泡沫溶液。将所需量的稀释的泡沫溶液置于Hamilton Beach 65250型混合机的杯子中，随后将该混合机高速运转，制备泡沫溶液。对于标准混合，使用两个混合机，在每个混合机中使用75ml已稀释的泡沫溶液，共使用150ml已稀释的泡沫溶液。在某些情况下，混合制剂需要不同量的泡沫溶液，这点见述于对各实施例的描述。在制备所述灰泥淤浆之前开动泡沫混合机并定时，使得将泡沫混合约1分钟，随后用于制备所述板试样。在规定的时间后，将所述泡沫从杯子中倒至盛有石膏淤浆的共混机中。一旦将所述泡沫溶液加至剩余的灰泥/水混合物中，将整个灰泥/水/泡沫溶液再次高速混合7秒。随后将已发泡的混合物倒在模具中已涂覆衬里的上部。将所述淤浆刮平，保持其直边比模具的顶部高约1mm，将顶部衬里折叠入位，随后在第二个直边挤压2次将该衬里压入位置。在所述淤浆特别流动性的情况下，整个模具以很小的角倾斜，以防止淤浆从模具中倒出。
如果底部衬里不需要辊涂，在Cuisinart CB-4J型共混机中，在30秒内将灰泥/促进剂共混物筛分在水中，随后将该混合物低速混合4秒。随后将已混合的泡沫溶液加至剩余的灰泥/水混合物中，将整个灰泥/水/泡沫溶液再次高速混合10秒。随后将已发泡的混合物倒在模具中底部衬里的上部。将所述淤浆刮平，保持其直边比模具的顶部高约1mm，将顶部衬里折叠入位，随后在第二个直边挤压2次将该衬里压入位置。在所述淤浆特别流动性的情况下，整个模具以很小的角倾斜，以防止淤浆从模具中倒出。
在所述石膏淤浆水合后(约20分钟)，将试样仔细地从模具中除去。将试样修整为8英寸×9英寸(轴向为8英寸大小)或者为模具14英寸衬里尺寸。
随后如下干燥剩余的8英寸×9英寸试样标准干燥方法将剩余的8英寸×9英寸试样已暴露的中心用两条厚度为1英寸的宽棉粘合剂胶带包边覆盖。随后将该试样在475的对流烘箱中干燥，直至一半的游离水除去，随后将烘箱的温度重新设定为225，直至试样中仅剩余5-10％的游离水分。在90-95％的游离水除去后，将温度再次降至105，完成对试样的干燥。各试样通过前两步干燥步骤单独干燥，以确保所述试样以一致的方法干燥，但没有过干。
低温干燥法(用于低熔点衬里)将剩余的8英寸×9英寸试样已暴露的中心用两条厚度为1英寸的宽棉粘合剂胶带包边覆盖。随后将该试样在225的对流烘箱中干燥，直至一半的游离水除去，随后将烘箱的温度重新设定为105，完成对试样的干燥。各试样通过第一干燥步骤单独干燥，以确保所述试样以一致的方法干燥，但没有过干。
将所述石膏淤浆干燥后，从所述8英寸×9英寸试样仔细切下一条1英寸的板，剩下8英寸的正方试样。
如下文所述，将该8英寸的正方试样切成两半，制备两个4英寸×8英寸的试样，用于测试断裂强度。参考试样的制备，可在轴向或横向切所述试样，但是在所有的情况下，对试样的切割要使得试样的长度尺寸为所述试样制备法的轴向。
测定石膏板的断裂特性所述石膏板试样为8英寸长和4英寸宽，在Shimpo FGS-250PVM型可编程机动试验台(Nidec-Shimpo America Corporation，Itasca，Illinois制造)上，在7英寸跨度内断裂。将所述板固定于试验台，所述板的一面朝下，在7英寸跨度内与两个支撑接触，另一面朝上。在上述板的制备过程中所述板朝下的一面也是板断裂过程中所述板朝下的一面。在板断裂过程中所述板朝上的一面用中心负载压紧。在板断裂过程中所述板朝下的一面(中心负载的反面)主要经受拉伸力，而与中心负载接触的所述板朝上的一面主要经受压缩力。
使用50磅力量规(于73下，分辨率0.01磅，精度0.02％+1/2位)用于粘合试验，使用500磅力量规(于73下，分辨率0.1磅，精度0.02％+1/2位)用于断裂试验测定。滑块(crosshead)速度为1.9英寸/分钟，每0.2秒测定一次。在该恒定滑块速度下记录力(单位磅)对时间(单位秒)的关系，产生应力-应变曲线，也称为断裂曲线。测定两次，两条断裂曲线(力或负载(单位磅)对偏转(单位英寸)的关系)的最佳值记录如下初始模量(磅/英寸)计算为力对偏转曲线的初始斜率。
屈服强度(磅)计算为相应于断裂曲线的初始斜率明显下降的力。
应变(英寸)为板的偏转，计算为时间乘以如上所述的滑块的速度。
峰值负载(磅)为在板断裂过程中记录的最大力。
断裂功(WTB)(磅-英寸)计算为在给定偏转下断裂曲线下的面积。
衬里和湿石膏淤浆之间的湿粘合强度在板的制备过程中如下评价。首先在Waring共混机中将所有的组分混合10秒，制备所需制剂的石膏淤浆。随后将所述石膏淤浆倒在底部具有衬里的0.5英寸高的模具中。在混合20分钟后，将衬里拖离所述中心，评价衬里和湿淤浆之间的湿粘合性或粘合剂粘合性。湿粘合性如下评级非常好(Very Good)—衬里与所述石膏中心紧密粘合。
好(Good)—衬里与所述石膏中心粘合得好。
可以(OK)—衬里的剥离很费力。
可以(OK)/差(Poor)—衬里的剥离很容易。
差(Poor)—衬里的剥离毫不费力。
评价可油漆性用石膏板制备如下。将14英寸长和12.4英寸宽的底部衬里固定于18英寸长、10英寸宽和约0.5英寸深的模具中。沿着模具长边的每一面有隔板为所述试样的模塑面提供锥度，所述隔板为0.05英寸厚，沿着每一边渐细至距每一边2英寸时厚度为0.03英寸，导致板试样在距每一边最大距离为2.25英寸的板中心处厚度为0.5英寸，在距每一边2英寸处厚度为0.47英寸，在每一边的厚度为0.045英寸。将底部衬里在距每一边0.75英寸和1.24英寸处折痕并折叠，使得所述衬里铺设在包括锥形部分的模具的底部表面上，折叠0.5英寸模具的面，剩余的0.75英寸宽的折板折叠在模具面的上部。一条双面粘合剂胶带涂覆于这些折板的底面，使得当淤浆倒入模具时，所述边折板在淤浆上折叠，粘合剂胶带与用于制备所述板试样背面的一片衬里接触。将背衬里切成14英寸长×9.75英寸宽的大小。使用隔板将两片衬里相距0.5英寸固定于模具的一端。模具的制备使得模具的开口端比模具的封闭端高1英寸，这样有助于防止所述淤浆从模具的开口端流出。开始时模具的顶部开口，使得一旦将淤浆倒在底部衬里上，底部衬里的边折板和顶部衬里在原位折叠。模具的各边缘高0.5英寸，使得当将淤浆倒在底部衬里上时，淤浆展开，顶部衬里放入原位，制备了10英寸宽、0.5英寸厚和12英寸长的试样。
所述板淤浆如下制备。所述淤浆制剂为600g灰泥(半水合硫酸钙)、1g石膏粉(2水合硫酸钙)、130g 4％的Elvanol71-30溶液、150g0.5％的发泡剂CedepalFA406溶液和245g水。
使用两个Hamilton Beach 65250型共混机(在每一个共混机中使用75ml溶液)将所述制剂高速发泡约60秒。共混时，在Cuisinart CB-4J型共混机中，在30秒内将灰泥/促进剂共混物筛分在水中，随后将该混合物高速混合7秒。这时将50-75ml混合物沿着模具的一端快速倒在所述底部衬里的背面，随后使用10英寸宽的修平刀将该混合物在衬里表面上展开。用修平刀推4次，很好地覆盖了厚度小于1mm的涂层，某些过量的淤浆倒入不用于形成最终试样的模具的顶端。随后将已混合的泡沫溶液加至剩余的灰泥/水混合物中，将整个灰泥/水/泡沫溶液再次高速混合7秒。随后将已发泡的混合物倒在模具中已涂覆衬里的上部。将所述淤浆刮平，保持其直边比模具的顶部高约1mm，将底部衬里的折板折叠在淤浆上，将顶部衬里折叠入位，随后在第二个直边挤压4次将该衬里压在双面粘合剂带上。如上所述，在所述淤浆特别流动性的情况下，整个模具以很小的角倾斜，以防止淤浆从模具中倒出。将所述石膏淤浆水合后(约20分钟)，将试样仔细地从模具中除去并修整为10英寸长×10英寸宽。剩余的10英寸×10英寸试样已暴露的中心用两层1英寸宽的棉粘合剂胶带包边覆盖。随后将该试样在475的对流烘箱中干燥，直至一半的游离水除去，随后将烘箱的温度重新设定为225，直至试样中仅剩余5-10％的游离水分。在90-95％的游离水除去后，将温度再次降至105，完成对试样的干燥。各试样通过前两步干燥步骤单独干燥，以确保所述试样以一致的方法干燥，但没有过干。
一旦已干燥，将试样从板的中间切开，将板的每一半锥边对锥边安装在胶合板底材上，用于修整。每一块板使用2个干墙螺丝将10英寸长的板安装在0.5英寸厚的胶合板上，两个螺丝互相间距6英寸，距板边缘0.5英寸。将得自CGC Gypsum(Toronto，Canada)的市售接缝水泥Ready to Use All Purpose Drywall Compound与常规纸干墙带(CGC Gypsum Drywall Tape)结合使用。使用的修整技术为如“Recommended Levels of Gypsum Board Finish(石膏板修整的推荐级别)”所述的4级修整技术，该文献为Gypsum Association(石膏协会)的公布号GA-214-96，该商业协会代表美国和加拿大的石膏行业。根据该技术，将带嵌入接缝化合物中，在第一次涂覆后，单独涂覆两次接缝化合物涂料。将该接缝化合物干燥，随后用底漆涂覆，随后用哑色末道漆涂料油漆两次。在每次涂覆之间轻轻砂磨表面。评价了胶乳基和油基底漆/油漆体系(Glidden Maximum Hide Interior PVALatex Primer 48180 White、Glidden Maximum Hide Interior Latex Flat48100 White tinted to off-white、CIL Dulux Oil Based Primer Undercoat1628和CIL Dulux Super Alkyd Interior Paint Velvet Flat 3677 Whitetinted off-white)。
表面抗压痕性如下测定。切下4英寸×4英寸的石膏墙板试样。将该试样置于加德纳抗冲试验机#IG 1120(购自Paul N.GardnerCompany，Inc.，Pompano Beach，Florida)的支撑台上，使用2磅的“锤”，板的正面朝上放在锤下。所述支撑台为环形，为在冲击过程中板材料在板的背面移位留出空间。将锤升至抗冲试验机柱的80英寸-磅记号(即40英寸高，2磅重)处，随后释放，让其下降并穿透试样表面。随后从试样处移走该锤，随后将试样从支撑台处移走。
使用ELE 0.01mm分辨率机械微米距离量规(购自ELEInternational Ltd.，Bedfordshire，England)安装在支撑台上，该量规具有圆形测量触点和合适的高度基础平台，该基础平台既结实又平坦，测定在未冲击区域板的高度(初始高度)和在冲击标记中心最低处的高度(最终的高度)。计算初始高度和最终高度的差异，作为表面压痕，记录单位为英寸。
在所有的情况下，模拟在工业生产线上制备石膏板的物理条件，在所述制备方法关键的接合点处制备和测试石膏板试样。
实施例在以下的实施例中，在施加中心负载的反面板一侧测试非织造衬里的断裂特性，使得该非织造衬里在板断裂过程中经受拉伸力。
将石膏板的强度性能与以下石膏板对比标准纸衬里的石膏板(购自BPB Westroc，为BPB plc，UK的子公司)、市售的玻璃纤维衬里的Dens-ArmorTMPlus(购自GP Gypsum，为Georgia Pacific Corp.，Atlanta，Georgia的子公司)、防火石膏板(通常称为“X型”)(购自BPBWestroc，为BPB plc，U.K.的子公司)和抗滥涂/防火石膏板(购自CGC，为USG Corp.，Chicago，Illinois的子公司)。该石膏板的强度性能还与两面均衬有聚合物非织造片材材料的石膏板相比较。通过将本发明的新型石膏板与采用加拿大专利1,189,434给出的板制备方法用闪纺纺黏聚烯烃产品Tyvek(购自DuPont)制备的板相比，说明了对现有技术的改进。
除非另外说明，否则在以下实施例中所有报导的强度性能均为板和衬里的轴向强度。
比较实施例1使用非织造片材材料作为面衬和背衬制备石膏板产品。该非织造片材材料基于单组分和双组分聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维(购自E.I.du Pont de Nemours and Company(DuPont)，Wilmington，Delaware)的混合物。该非织造片材材料包含20％重量的双组分纤维和余量的单组分PET纤维，该双组分纤维包含熔点为180℃的PET外壳、熔点为250℃的高熔点PET中心。该双组分纤维为3.0旦/细丝，切割长度为0.75英寸。该单组分PET纤维为1.35旦/细丝，切割长度为0.85英寸。将该纤维混合物首先粗梳和气流铺设。随后将已粗梳/气流铺设的网水力缠结并干燥。随后将该材料热压延至表1所示的厚度、疏松度和孔径。轴向单位基础重量的剥离拉伸强度以及在低负载下轴向和横向伸长示于表2。
首先测试实施例1衬里的湿粘合性。首先在Waring共混机中将以下各组分混合10秒制备石膏淤浆600g灰泥(半水合硫酸钙)、1g石膏粉(2水合硫酸钙)、130g 4％的Elvanol71-30和500g水。随后将该石膏淤浆倒在底部具有非织造衬里的0.5英寸高的模具中。如测试方法中所述，在淤浆混合20分钟后，将衬里拖离该中心，评价衬里和湿淤浆之间的湿粘合性或粘合剂粘合性。所观察到的湿粘合性评级为可以。应注意的是，在工业板制备过程中涉及的压力远远高于在该实验室测试中观察到的0.5英寸的淤浆压头，因此可以预料在工业方法中得到的湿粘合性会更高。
随后根据测试方法部分所述的方法制备石膏测试板。如测试方法中所述，用于该实施例的石膏淤浆制剂为600g灰泥(半水合硫酸钙)、1g石膏粉(2水合硫酸钙)、1g硫酸钾、130g 4％的Elvanol71-30溶液、245g水和150ml 5％的CedepalFA406发泡剂溶液。实施例1的衬里用于该测试板的两面。随后根据测试方法部分所述的方法测试该已干燥板的强度。该板的断裂曲线在图1中给出，而数值在表3中给出。
发明实施例2根据比较实施例1制备实施例2的板，不同之处在于面衬用ELKK型玻璃衬里(购自Elk Premium Building Products，Inc.，Ennis Texas)替代。根据测试方法部分所述的方法测试该已干燥板的强度。应注意的是，比较实施例1所述的非织造片材材料衬在施加中心负载反面的石膏板面上。根据施加负载的力，在板的断裂试验中，该非织造衬里经受拉伸力。该石膏板玻璃衬里面与中心负载接触。该板的断裂曲线在图1中给出，而数值在表3中给出。
发明实施例3根据比较实施例1制备实施例3的板，不同之处在于面衬用纤维素纸替代。根据测试方法部分所述的方法测试该已干燥的板的强度。应注意的是，比较实施例1所述的非织造片材材料衬在施加中心负载反面的石膏板面上。根据施加负载的力，在板的断裂试验中，该非织造衬里经受拉伸力。该石膏板纸面与中心负载接触。该板的断裂曲线在图1中给出，而数值在表3中给出。
比较实施例4根据加拿大专利1,189,434制备比较实施例4的板，该衬里为闪纺纺黏聚烯烃片材，商品名称为Tyvek1085D(DuPont制造)。厚度、疏松度、孔径和其他性能示于表1。该中心制剂为600g灰泥(半水合硫酸钙)、0.433g石膏粉(2水合硫酸钙)、4.35g淀粉(Fluidex50，购自ADM，Montreal，Canada)、1.39g纸浆、0.31g Disal粉末分散剂(购自Handy Chemicals，Candiac，Canada)、150g 0.5％的发泡剂CedepalFA406溶液和316g水。如加拿大专利1,189,434所述，将比较实施例4的板于239(116℃)下干燥1小时，随后于103(40℃)下干燥过夜。如表2所示，Tyvek1085D的轴向和横向强度性能与纸的轴向强度性能相同。但是，如表3所示，根据加拿大专利1,189,434所给出的衬里和中心制剂制备的板的模量、峰值负载和WTB非常低(比较实施例4)。该板的断裂曲线在图1中给出。
比较实施例5-7比较实施例5-7涉及以下市售石膏板产品的断裂性能Dens-ArmorPlus内墙板(购自Georgia-Pacific Corporation，Atlanta，Georgia)(比较实施例5)、0.5英寸厚纸衬里的常规石膏板(比较实施例6)和X型板(购自BPB Westroc，Mississauga，Canada)(比较实施例7)。这些市售产品的断裂数据在表3中给出。比较实施例5的断裂曲线在图1中给出。
比较实施例8比较实施例8为市售防火和抗滥涂的石膏板(购自CGC，为USG的子公司)。该后一种产品主要为重的纤维素纸覆盖的板，在中心具有玻璃纤维，其含量提供抗滥涂性和防火性。
表1
表2
在表2中，基础重量用BW表示，单位为oz/yard2；拉伸强度用TS表示，单位为lb/in；伸长百分比用％伸长表示。
表3
抗压痕根据测试方法部分所述的方法，测试衬有非织造衬里的比较实施例1和实施例2-3测试板底面的表面抗压痕性。将石膏板的非织造衬里面(在板制备过程中朝下的面)经受80英寸-磅的冲击负载。压痕数据如下。
实施例 压痕1(比较)0.34英寸2 0.37英寸3 0.33英寸评价可油漆性根据测试方法部分所述的方法，测试比较实施例1板的石膏板修整级别。
使用下述可选的非织造衬里制备与比较实施例1类似的石膏板。
用于可选非织造衬里的基础底材(未压延)由Polymer Group，Inc.(PGI，North Charleston，South Carolina)提供。该非织造衬里材料基于标准PET纤维和双组分PET纤维的混合物。该非织造片材材料包含15％重量的双组分纤维和余量的标准(单组分)PET纤维，该双组分纤维包含低熔点PET外壳(熔点为180℃)和高熔点PET中心(熔点为250℃)。该双组分纤维为3旦，该标准PET纤维为1.2旦。将该纤维混合物首先粗梳和气流铺设。随后将已粗梳/气流铺设的网水力缠结并干燥。随后将该材料热压延至所需的厚度、疏松度和孔径。该非织造衬里材料的基础重量为3.7oz/yd2，厚度为8.6密耳，疏松度为2.4t/BW*密度，空隙百分比为58％，平均流动孔隙压力为0.83psi，平均流动孔径为10.2μm。
该材料具有光滑的纸样表面。两个板均能油漆和目测。已油漆的板在中间具有接缝，整个板的表面(包括接缝)看起来与常规纸衬里的石膏墙板一样均匀，使得各接缝看不出来。
权利要求
1.一种石膏板，所述石膏板包含固定在两片衬里之间的石膏中心，其中一片衬里为覆盖所述石膏板暴露面的面衬，另一片衬里为覆盖所述石膏板非暴露面的背衬，其中一片衬里为聚合物非织造片材材料，其中当在所述聚合物非织造片材材料的反面向所述板施加中心负载测定所述石膏板的断裂功时，在0.75英寸应变下，所述石膏板在所述聚合物非织造片材材料轴向的断裂功大于30磅-英寸。
2.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料为面衬。
3.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料为背衬。
4.权利要求1的石膏板，其中在所述聚合物非织造片材材料的反面，所述衬里包括至少一种包含玻璃纤维的片材。
5.权利要求1或4的石膏板，其中所述石膏中心不含能支持微生物生长的营养素。
6.权利要求5的石膏板，其中所述石膏板不含能支持微生物生长的营养素。
7.权利要求1的石膏板，其中在所述聚合物非织造片材材料的反面，所述衬里包括至少一种纸片材。
8.权利要求1的石膏板，其中在所述聚合物非织造片材材料的反面，所述衬里包括织造纤维、薄膜和/或稀松布。
9.权利要求2的石膏板，其中所述面衬的表面修整不需要对所述聚合物非织造片材材料的大部分表面进行表面处理。
10.权利要求2的石膏板，其中所述石膏板正面的抗压痕性至少为0.4英寸。
11.一种石膏板，所述石膏板包含固定在两片衬里之间的石膏中心，其中一片衬里为覆盖所述石膏板暴露面的面衬，另一片衬里为覆盖所述石膏板非暴露面的背衬，其中一片衬里为聚合物非织造片材材料，其中当在所述聚合物非织造片材材料的反面向所述板施加中心负载测定断裂功时，在0.75英寸应变下，所述板轴向断裂功大于60*X磅-英寸，其中X为所述板的厚度，单位为英寸。
12.权利要求1或11的石膏板，其中所述石膏板的厚度为约0.125-约2英寸。
13.权利要求1的石膏板，其中在0.75英寸应变下，横向断裂功大于10磅-英寸。
14.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料包含软化点或熔点至少为150℃的聚合物。
15.权利要求1的石膏板，其中所述两片衬里形成包封以固定所述石膏中心，所述两片片材均具有第一和第二边缘，其中一片片材的第一边缘与另一片片材的第一边缘接缝，每一片片材的第二边缘与另一片片材的第二边缘接缝。
16.权利要求15的石膏板，其中使用粘合剂来接缝所述两片片材的边缘。
17.权利要求1的石膏板，其中所述板的轴向初始模量至少为500磅/英寸。
18.权利要求1的石膏板，其中所述板的轴向峰值负载至少为40磅。
19.权利要求1的石膏板，其中在峰值负载下所述板的轴向断裂功至少为30磅-英寸。
20.权利要求1的石膏板，其中所述板的轴向峰值负载至少为40磅，在峰值负载下的断裂功至少为30磅-英寸。
21.权利要求1的石膏板，其中在弯曲应力大于40磅下，所述板的弯曲应变大于0.5英寸，没有断裂所述非织造片材。
22.权利要求1的石膏板，其中在弯曲应力大于45磅下，所述板的弯曲应变大于1英寸，没有断裂所述非织造片材。
23.权利要求1的石膏板，其中采用ASTM C36，将所述板在水下保持2小时后立即测定弯曲强度峰值负载时，轴向弯曲强度减少小于75％。
24.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料的轴向剥离拉伸强度至少为35磅/英寸。
25.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料的横向剥离拉伸强度至少为12磅/英寸。
26.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料在1磅力下的轴向伸长百分比小于0.7％。
27.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料在3磅力下的轴向伸长百分比小于1.5％。
28.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料在轴向断裂伸长百分比小于100％。
29.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料在1磅力下的横向伸长百分比小于3.0％。
30.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料在3磅力下的横向伸长百分比小于7.0％。
31.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料在横向断裂伸长百分比小于300％。
32.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料的平均流动孔径为5-100μm，平均流动孔隙压力小于3psi，疏松度大于1.25。
33.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料的平均流动孔径为7-70μm，平均流动孔隙压力小于1psi，疏松度大于2。
34.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料具有足够的硬度，使所述板可划痕和/或可折叠。
35.权利要求2的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料的暴露面比与所述石膏中心接触的未暴露面的表面更光滑。
36.权利要求1的石膏板，其中至少一片所述衬里上具有压纹图案。
37.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料包含单组分纤维和双组分纤维的混合物，其中所述双组分纤维包含外壳和中心，其中所述外壳的软化点或熔点远远低于所述中心的软化点或熔点和所述单组分纤维的软化点或熔点。
38.权利要求37的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料还包含15-35％重量的双组分纤维。
39.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料为由非织造片材和织造织物、薄膜、箔和/或稀松布组成的复合结构。
40.权利要求1的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料还包含抗微生物剂。
41.权利要求1的石膏板，其中所述石膏中心包含石膏和聚合物粘合剂。
42.权利要求41的石膏板，其中所述石膏中心还包含凝固促进剂、发泡剂、聚乙烯醇粘合剂、减水剂、石膏粉促进剂、硫酸钾、缓凝剂、防水剂、阻燃剂、抗微生物剂或其组合。
43.权利要求42的石膏板，其中所述石膏中心还包含玻璃纤维。
44.权利要求1的石膏板，其中轴向弯曲强度峰值负载与横向峰值负载的比率小于3。
45.权利要求1或11的石膏板，其中所述板的弯曲应变大于1英寸，没有断裂所述衬里片材。
46.权利要求44的石膏板，其中所述板的厚度至少为0.125英寸。
47.一种石膏板，所述石膏板包含固定在两片衬里之间的石膏中心，其中一片衬里为覆盖所述石膏板暴露面的面衬，另一片衬里为覆盖所述石膏板非暴露面的背衬，其中一片衬里为聚合物非织造片材材料，其中所述聚合物非织造片材材料的轴向剥离拉伸强度至少为35磅/英寸，在1磅力下的轴向伸长百分比小于0.7％，在3磅力下的轴向伸长百分比小于1.5％，轴向断裂伸长百分比小于100％，横向剥离拉伸强度至少为12磅/英寸，在1磅力下的横向伸长百分比小于3.0％，在3磅力下的横向伸长百分比小于7.0％，横向断裂伸长百分比小于300％。
48.权利要求47的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料的平均流动孔径为5-100μm，平均流动孔隙压力小于3psi，疏松度大于1.25。
49.权利要求47的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料的平均流动孔径为7-70μm，平均流动孔隙压力小于1psi，疏松度大于2。
50.权利要求47的石膏板，其中所述聚合物非织造片材材料的轴向剥离拉伸强度至少为65磅/英寸，在1磅力下的轴向伸长百分比小于0.5％，在3磅力下的轴向伸长百分比小于0.7％，轴向断裂伸长百分比小于50％，横向剥离拉伸强度至少为22磅/英寸，在1磅力下的横向伸长百分比小于1.5％，在3磅力下的横向伸长百分比小于3.0％，横向断裂伸长百分比小于100％。
全文摘要
本发明公开了具有非织造衬里和石膏中心的石膏板。本发明的石膏板断裂功高，使得石膏板产品在使用时高度抗滥涂。本发明的石膏板比纸衬里的石膏板更柔韧且更防水和防火，并且不含支持霉菌生长的营养素。
文档编号B32B13/14GK1894094SQ200480037209
公开日2007年1月10日 申请日期2004年12月15日 优先权日2003年12月16日
发明者A·H·夏 申请人:纳幕尔杜邦公司