CN105722861A - 制备预糊化部分水解淀粉的方法及相关方法和产品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了关于通过混合至少水、非预糊化淀粉和酸来形成淀粉前体以制备挤出的预糊化部分水解淀粉的方法。所述酸可为基本上避免螯合钙离子的弱酸或小量的强酸。在所述方法中，淀粉前体的预糊化和酸改性在挤出机中一步进行。还公开了使用根据所述方法制备的淀粉制备板的方法以及通过本发明的各种方法制备的淀粉和板。

Description

制备预糊化部分水解淀粉的方法及相关方法和产品
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2013年10月2日提交的美国专利申请号14/044,582、2013年10月14日提交的国际PCT申请号PCT/US2013/064776和2014年9月23日提交的美国专利申请号14/494,547的权益，所有前述专利申请以引用方式全文并入本文。
背景技术
淀粉通常含两种类型的多糖(直链淀粉和支链淀粉)并归类为碳水化合物。一些淀粉是预糊化的，通常通过热措施。一般来说，预糊化淀粉可与冷水形成分散体、糊或凝胶。预糊化淀粉通常易消化并已以多种方式使用，包括作为多种食品(例如，在烘焙品、零食、饮料、糖果、乳制品、肉卤、预制食品、调味料和肉类中)及药物中的添加剂。
预糊化淀粉的另一用途是在石膏墙板的制备中。在这点上，在所述板的制造过程中，通常在销式混合器(本术语为如本领域中所使用)中混合灰泥(即，呈半水合硫酸钙和/或无水硫酸钙形式的煅石膏)、水、淀粉和视情况而定的其它成分。形成浆料并从混合器泄放到移动的传送带上，所述传送带承载着已(常常在混合器上游)施加撇渣面层(如果存在)之一的覆盖片材。使浆料在纸上铺展(撇渣面层任选地包含在所述纸上)。在例如成型板等的帮助下向浆料上施加具有或不具有撇渣面层的另一覆盖片材以形成所需厚度的夹层结构。
使混合物流延并通过煅石膏与水反应形成结晶水合石膏(即，二水合硫酸钙)的基质让其硬化形成凝固(即，复水)石膏。正是煅石膏的所需水合允许凝固石膏晶体的互锁基质的形成，由此赋予产品中的石膏结构以强度。需要热(例如，在窑中)来赶走剩余的游离水(即，未反应的水)以产生干燥的产品。
常常，预糊化淀粉增加工艺的水需求。为补偿该水需求并允许制造过程中足够的流动性，水含量必须加到灰泥浆料中。此过量的水在制造中导致低效率，包括增长干燥时间、减慢生产线速度和增加能量消耗。本发明人已发现，预糊化且部分水解的淀粉需要较少的水。
本发明人还已发现，用于制备预糊化部分水解淀粉的技术尚不完全令人满意。用于制备此类预糊化部分水解淀粉的常规方法效率不高、产出低、生产慢并且能量消耗高。因此，本领域需要制备预糊化部分水解淀粉、特别是水需求低的预糊化部分水解淀粉的改进方法。
应理解，本发明人创建此背景描述是为了帮助读者而不应视为对现有技术的提及或视为指示任何所指出的问题自身是本领域中理解的。虽然所描述的原理在一些方面和实施例中可缓解其它系统中所固有的问题，但应理解，受保护的创新的范围由附随的权利要求书限定而不由所要求保护的发明解决本文中述及的任何具体问题的能力限定。
发明内容
在一个方面，本发明提供了一种制备预糊化部分水解淀粉的方法，其包括：(a)混合至少水、非预糊化淀粉和基本上避免螯合钙离子的弱酸来制备水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体；(b)向挤出机中进给所述湿淀粉前体；和(c)在挤出机中于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的模头温度下预糊化并酸改性所述湿淀粉前体。本发明还提供了一种根据本方法产生的淀粉。
在另一个方面，本发明提供了一种制备预糊化部分水解淀粉的方法，其包括：(a)混合至少水、非预糊化淀粉和强酸来制备水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体，其中所述强酸的量为淀粉的重量的约0.05重量％或更少；(b)向挤出机中进给所述湿淀粉；和(c)在挤出机中于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的模头温度下预糊化并酸改性所述湿淀粉前体。本发明还提供了一种根据本方法产生的淀粉。
在另一个方面，本发明提供了一种制备板的方法，其包括：(a)通过以下形成预糊化部分水解淀粉：(i)混合至少水、非预糊化淀粉和酸来形成水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体，所述酸选自：(1)基本上避免螯合钙离子的弱酸，(2)量为淀粉的重量的约0.05重量％或更少的强酸，或(3)它们的任何组合；(ii)向挤出机中进给所述湿淀粉前体；和(iii)在模头处于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的温度下的挤出机中预糊化并酸改性所述湿淀粉；(b)混合所述预糊化部分水解淀粉与至少水和灰泥来形成浆料；(c)设置所述浆料于第一覆盖片材和第二覆盖片材之间以形成湿组件；(d)将所述湿组件切割成板；和(e)干燥所述板。在一些实施例中，所述凝固石膏芯具有比用按不同的方法制得的淀粉制成的凝固石膏芯高的压缩强度。在另一个方面，本发明提供了一种根据本方法产生的板。
附图说明
图1为绘制粘度(左y轴)和温度(右y轴)对时间(x轴)的淀粉粘焙力曲线图，示出了在16重量％的水分含量下挤出的淀粉的糊化特性，其中试验浆料的固含量如实例2中所述为10重量％。
图2为绘制粘度(左y轴)和温度(右y轴)对时间(x轴)的淀粉粘焙力曲线图，示出了在13重量％的水分含量下挤出的淀粉的糊化特性，其中试验浆料的固含量如实例2中所述为10重量％。
图3为绘制温度对时间的图，示出了如实例3中所述含经量为3重量％的明矾及量分别为0.05重量％和0.0625重量％的缓凝剂处理的预糊化部分水解淀粉的两种浆料和含粘度为773厘泊且缓凝剂量为0.05重量％的常规预糊化玉米淀粉的第三浆料的升温凝固(TRS)水合速率。
具体实施方式
本发明的实施例提供了制备预糊化部分水解淀粉的方法。在一个方面，本发明提供了一种制备板(例如，石膏墙板)的方法。根据本发明的方法产生的预糊化部分水解淀粉可以广泛的其它方式使用，如在食物(例如，在烘焙品、饮料、糖果、乳制品、即食布丁、肉卤、汤粉、预制食品、饼馅、调味料和肉类中)、药物、饲料、粘合剂和着色剂中。根据本发明的一些实施例制备的此类淀粉通常可消化，可提供食品以所需的粘度，并可保留原始基材的大部分功能性质。
本发明的实施例至少部分地以在挤出机中于单个步骤中预糊化并酸改性淀粉这一令人惊奇且意外的发现为前提。令人惊奇且意外地，在挤出机中于单个步骤中预糊化并酸改性淀粉与在单独的步骤中预糊化和酸改性淀粉相比具有相当大的优势。例如，制备预糊化部分水解淀粉的本发明方法如本文所述允许较高的产出、较快的生产和较低的能量消耗而不牺牲所需的性质(例如，粘度、流动性、冷水溶解性等)。
另外已发现挤出条件(例如，高温和高压)可显著提高淀粉的酸水解速率。令人惊奇且意外地，此单步工艺使得可以使用弱酸如明矾和/或较小的量的强酸来进行淀粉的酸改性。任一酸形式均提供其中来自酸的质子催化淀粉的水解的机制。常规的酸改性工艺包括纯化和中和步骤。根据本发明的一些实施例，弱酸(例如，明矾)和/或小量强酸的使用避免对任何中和步骤及常规系统中为从淀粉除去得自中和步骤的盐而通常需要的后续纯化步骤的需要。
根据本发明的实施例，所述挤出工艺不仅使淀粉预糊化，而且使淀粉分子部分水解(即，经由酸改性)。因此，所述挤出工艺在一步中既提供物理改性(预糊化)又提供化学改性(酸改性，部分酸水解)。预糊化提供淀粉赋予强度(例如，在最终产品如石膏板上)的能力。酸改性有利地使淀粉部分水解以提供淀粉在最终产品如石膏板上赋予强度的能力以及在产品制造中如在石膏板制造工艺情况下低的水需求。因此，根据本发明的实施例的制备淀粉的方法的产品为预糊化部分水解淀粉。
根据一些实施例，本发明提供了一种高效的酸改性反应。挤出机中的预糊化和酸改性在如本文所述升高的温度和/或压力下进行并可产生可以是在较低温度(例如，50℃)和/或压力下的常规酸水解速率例如大约30,000倍快或更高的酸水解速率。酸水解的速率还通过在淀粉前体中使用低的水分(约8重量％至约25重量％)水平并因此通过增大反应物的浓度来提高。由于酸改性的此高效率，本发明人已发现，令人惊奇且意外地，可在淀粉前体中使用弱酸或非常低的水平的强酸来取得最佳的酸改性并避免对作为常规系统的昂贵、耗时且低效需求的中和和纯化的需要。
根据一些实施例，水解设计为将淀粉转化为最佳尺寸范围内的较小分子，所述最佳尺寸范围在本文中由预糊化部分水解淀粉的所需粘度限定。如果淀粉过水解，则其可能转化为过分地小的分子(例如，寡糖或糖)，这在石膏板的情况下可能导致比由具有所需粘度的预糊化部分水解淀粉所提供的小的板强度。
预糊化部分水解淀粉可通过(i)混合至少水、非预糊化淀粉和酸以形成水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体来制备。所述酸可为：(1)基本上避免螯合钙离子的弱酸，(2)量为淀粉的重量的约0.05重量％或更少的强酸，或(3)它们的任何组合。将所述湿淀粉前体在挤出机中于如本文所述升高的模头温度和/或压力下在一步中预糊化并酸改性。淀粉被水解至产生所需粘度的程度，例如如本文所述。
因此，在一些实施例中，预糊化部分水解淀粉可通过混合至少水、非预糊化淀粉和基本上避免螯合钙离子的弱酸以制得水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体来制备。然后将湿淀粉进给到挤出机中。当在模头温度为约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的挤出机中时，湿淀粉被预糊化并酸改性，使得其至少部分水解。
在其它实施例中，预糊化部分水解淀粉可通过混合至少水、非预糊化淀粉和强酸以制得水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体来制备，其中所述强酸的量为淀粉的重量的约0.05重量％或更少。然后将湿淀粉进给到挤出机中。当在模头温度为约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的挤出机中时，湿淀粉被预糊化并酸改性，使得其至少部分水解。
理想地，所得预糊化部分水解淀粉在引入灰泥浆料中时具有低的水需求并可在一些实施例中用于具有良好强度的板(例如，石膏板)的制造中。因此，在另一个方面，本发明提供了一种使用用在挤出机中于单个步骤中预糊化并酸改性的本发明方法制得的淀粉制备石膏板的方法。在一些实施例中，根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉相对于本领域已知的其它预糊化淀粉具有低的水需求。
结果，根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉可引入到具有良好流动性的灰泥浆料中(例如，通过进入销式混合器中的进给管线)。在一些实施例中，因为无需向系统加入过量的水，故可引入更高的量的根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉，使得可取得甚至更高的强度和更低的板密度。所得的板呈现出良好的强度性质(例如，具有良好的芯硬度、拔钉阻力、压缩强度等，或基于本文提供的每一者的值的任何组合计其间的任何关系)。有利地，在石膏板的制造过程中根据本发明的方法制得的淀粉的引入因强度增强而允许超低密度产品的产生。石膏板可呈例如石膏墙板(常称为干式墙)的形式，如本领域中所理解，石膏墙板可不仅涵盖用于墙壁的此类板而且涵盖用于天花板和其它位置的此类板。然而，根据本发明的方法制备的淀粉可具有其它应用，如在食品中。
预糊化和酸改性
淀粉归类为碳水化合物并含两种类型的多糖，即线性的直链淀粉和支化的支链淀粉。淀粉粒是半结晶的，例如如在偏振光下所见，并且在室温下不溶。糊化是通过其将淀粉置于水中并加热(“蒸煮”)使得淀粉粒的结晶结构熔化并且淀粉分子溶解在水中从而产生良好分散的工艺。已发现，在转变淀粉粒为糊化形式时，起初，因为淀粉粒不溶于水故淀粉粒在水中提供小的粘度。随着温度升高，淀粉粒溶胀并且结晶结构在糊化温度下熔化。当淀粉粒具有最大溶胀时取得峰值粘度。进一步的加热将打破淀粉粒并使淀粉分子溶解在水中，其伴随粘度的急剧下降。冷却后，淀粉分子将再缔合形成3-D凝胶结构，粘度因凝胶结构而增大。一些市售淀粉以预糊化形式出售，而其它的以颗粒形式出售。根据本发明的一些关于石膏板的实施例，颗粒形式经历至少一定程度的糊化。关于石膏板，为示意起见，在将淀粉加到石膏浆料之前将其预糊化，石膏浆料在本文中也称灰泥浆料(通常在混合器例如销式混合器中)。
因此，如本文所用，“预糊化的”指例如在将淀粉引入石膏浆料中或用于其它应用中之前淀粉具有任何程度的糊化。在一些关于石膏板的实施例中，在引入浆料中时，预糊化淀粉可以是部分糊化的，但在暴露于升高的温度时将变得完全糊化，例如在移除过量水的干燥步骤过程中于窑中时。在关于石膏板的一些实施例中，预糊化淀粉未完全糊化，甚至在离开窑时，只要在根据粘度改性外加剂(VMA)方法的条件下淀粉满足一些实施例的中等粘度特性即可。
本文中在提及粘度时，其根据的是VMA方法，另有指出除外。根据此方法，粘度使用具有同心圆筒、标准杯(直径30mm)和叶片几何形状(直径28mm、长度42.05mm)的DiscoveryHR-2混合型流变仪(TAInstrumentsLtd)测量。
当获得淀粉时，使用差示扫描量热(DSC)技术来确定淀粉是否完全糊化。可采用DSC步骤来观察淀粉是否完全糊化，例如以确认未发生回生。采用两程序中之一，具体取决于完全糊化淀粉所需的温度，如本领域普通技术人员应理解，这也可通过DSC确定。
当DSC揭示淀粉完全糊化或糊化温度为90℃或90℃以下时采用程序1。当糊化温度为90℃以上时采用程序2。由于在淀粉在水中时测量粘度，故程序2使用在密封容器中的加压蒸煮以允许过热至100℃以上的温度而不引起水的明显蒸发。程序1专用于已完全糊化的淀粉或糊化温度至多90℃的淀粉，因为如下文所讨论，所述糊化在为开放系统而不能为糊化创造加压条件的流变仪中进行。因此，对于具有更高糊化温度的淀粉，遵循程序2。无论哪种方式，在测量粘度时，均向水中加入淀粉(7.5g，干基)使总重量为50g。
在程序1中，将淀粉分散于水中(淀粉与水的总重量的15％的淀粉)并将样品立即转移到圆柱池。用铝箔覆盖所述池。在5℃/分钟和200s-1的剪切速率下将样品从25℃加热至90℃。使样品在200s-1的剪切速率下于90℃下保持10分钟。在5℃/分钟和200s-1的剪切速率下将样品从90℃冷却至80℃。使样品在0s-1的剪切速率下于80℃下保持10分钟。于80℃和100s-1的剪切速率下测量样品的粘度，测量2分钟。粘度为30秒至60秒的测量的平均值。
程序2用于糊化温度高于90℃的淀粉。将淀粉根据淀粉工业中熟知的方法糊化(例如，通过加压蒸煮)。将糊化的淀粉水溶液(总重量的15％)立即转移到流变仪测量杯中并于80℃下平衡10分钟。于80℃和100s-1的剪切速率下测量样品的粘度，测量2分钟。粘度为30秒至60秒的测量的平均值。
粘度仪和DSC是描述淀粉糊化的两种不同的方法。淀粉糊化的程度可通过例如来自DSC的热谱图确定，例如使用峰面积(晶体的熔化)进行计算。粘度图(来自粘度仪)对于确定部分糊化的程度来说不太理想，但是获得数据如淀粉的粘度变化、糊化最大值、糊化温度、回生、保温过程中的粘度、冷却结束时的粘度等的良好工具。对于糊化的程度，在存在过量的水、特别是水为67重量％或67重量％以上的情况下进行DSC测量。如果淀粉/水混合物的水含量低于67％，则糊化温度将随水含量下降而上升。当可用的水有限时将难以熔化淀粉晶体。当淀粉/水混合物的水含量达到67％时，糊化温度将保持恒定而不管向淀粉/水混合物中多加了多少水。糊化起始温度指示糊化的开始温度。糊化结束温度指示糊化的结束温度。糊化的热焓表示糊化过程中熔化的结晶结构的量。通过使用来自淀粉DSC热谱图的热焓，可指示糊化的程度。
不同的淀粉具有不同的糊化起始温度、结束温度和糊化热焓。因此，不同的淀粉可在不同的温度下变得完全糊化。应理解，当淀粉在过量的水中在超过糊化的结束温度下加热时，淀粉完全糊化。另外，对于任何特定的淀粉，如果淀粉在糊化的结束温度以下加热，则淀粉将部分糊化。因此，当淀粉在过量的水的存在下在糊化结束温度以下加热时将发生部分和不完全糊化，例如如通过DSC所确定。当淀粉在过量的水的存在下在糊化结束温度以上加热时将发生完全糊化，例如如通过DSC所确定。糊化的程度可以不同的方式调节，例如通过在糊化结束温度以下加热淀粉以形成部分糊化。例如，如果用于完全糊化淀粉的热焓为4J/g，则当DSC显示淀粉的糊化热焓为仅2J/g时，这意味着50％的淀粉已糊化。在通过DSC测量时，完全糊化的淀粉将不具有DSC热谱图糊化峰(热焓＝0J/g)。
如所述，糊化的程度可为任何合适的量，如约70％或更高，等。然而，较小程度的糊化将更紧密地接近于粒状淀粉而不能充分利用本发明的一些实施例的强度增强、更好的(更完全的)分散和/或水需求减少。因此，在一些实施例中，优选更高程度的糊化，例如至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％、至少约97％、至少约99％或完全(100％)糊化。在石膏板的情况下，可向浆料加入具有较低糊化程度的淀粉并在窑中进行追加的糊化(例如，至100％)。就添加到浆料的目的而言，“完全糊化”应理解为淀粉在其糊化温度下或其糊化温度以上下充分蒸煮或以其它方式取得完全糊化，如自DSC技术可见。虽然可预期冷却后一定的小的程度的回生，但如本领域普通技术人员应理解，在一些实施例中，对于添加到石膏浆料而言或对于在其它应用中的使用而言，这样的淀粉仍理解为是“完全糊化的“。相比之下，就本文中讨论的VMA方法的目的而言，此类回生在粘度测量的进行中是不接受的。
淀粉分子可经酸改性来例如水解葡萄糖单元之间的糖苷键以取得所需的分子量。酸改性淀粉使得取得分子量的减小的一个有益效果在于水需求将减少。未也经酸改性的常规预糊化淀粉具有非常高的水需求，这伴随着较高的能量消耗。传统上已认为，通常优选在糊化之前进行改性，因为其往往更高效且成本更低。然而，令人惊奇且意外地，本发明人已发现，预糊化和酸改性可结合到单个步骤中，以便它们可同时而不是逐次进行。
制备淀粉的方法
根据本发明的一些实施例，在进入挤出机中之前，制备湿淀粉前体。湿淀粉前体可通过任何合适的方法制备。例如，在一些实施例中，湿淀粉前体通过向淀粉原料加入水和酸来制备，所述酸为(a)基本上避免螯合钙离子的弱酸和/或(b)小量的强酸。
可选择任何合适的淀粉原料来制备湿淀粉前体，只要其可用来制备预糊化部分水解淀粉即可，如满足本发明的一些实施例的中等粘度特性的那种。如本文所用，“淀粉”指包含淀粉组分的组合物。因此，淀粉可为100％的纯淀粉或者可具有其它组分如面粉中常见的那些如蛋白质和纤维，只要淀粉组分占淀粉组合物的至少约75重量％即可。淀粉可呈含淀粉的面粉(例如，玉米粉)的形式，如具有面粉的至少约75重量％的淀粉的面粉(例如，至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％等)。可使用任何合适的未改性淀粉或面粉来制备本发明的预糊化部分水解淀粉的前体。例如，淀粉可为CCM260黄玉米面、CCF600黄玉米面(BungeNorthAmerica)、Clinton106(ADM)和/或Midsol50(MGPIngredients)。
湿淀粉前体可制备为具有任何合适的水分含量，以便在挤出机中取得所需水平的预糊化和酸改性。例如，在一些实施例中，期望湿淀粉前体具有总淀粉前体的重量的约8重量％至约25重量％的水分含量，如约8重量％至约23重量％，例如约8重量％至约21重量％、约8重量％至约20重量％、约8重量％至约19重量％、约8重量％至约18重量％、约8重量％至约17重量％、约8重量％至约16重量％、约8重量％至约15重量％、约9重量％至约25重量％、约9重量％至约23重量％、约9重量％至约21重量％、约9重量％至约20重量％、约9重量％至约19重量％、约9重量％至约18重量％、约9重量％至约17重量％、约9重量％至约16重量％、约9重量％至约15重量％、约10重量％至约25重量％、约10重量％至约23重量％、约10重量％至约21重量％、约10重量％至约20重量％、约10重量％至约19重量％、约10重量％至约18重量％、约10重量％至约17重量％、约10重量％至约16重量％、约10重量％至约15重量％、约11重量％至约25重量％、约11重量％至约23重量％、约11重量％至约21重量％、约11重量％至约20重量％、约11重量％至约19重量％、约11重量％至约18重量％、约11重量％至约17重量％、约11重量％至约16重量％、约11重量％至约15重量％、约12重量％至约25重量％、约12重量％至约23重量％、约12重量％至约21重量％、约12重量％至约20重量％、约12重量％至约19重量％、约12重量％至约18重量％、约12重量％至约17重量％、约12重量％至约16重量％、约12重量％至约15重量％、约13重量％至约25重量％、约13重量％至约23重量％、约13重量％至约21重量％、约13重量％至约20重量％、约13重量％至约19重量％、约13重量％至约18重量％、约13重量％至约17重量％、约13重量％至约16重量％、约13重量％至约15重量％、约14重量％至约25重量％、约14重量％至约23重量％、约14重量％至约21重量％、约14重量％至约20重量％、约14重量％至约19重量％、约14重量％至约18重量％、约14重量％至约17重量％、约14重量％至约16重量％或约14重量％至约15重量％的水分含量，均基于湿淀粉前体的总重量计。应理解，在制备湿淀粉时，本文中描述的水分含量包括环境水分以及外加的水。
虽然不希望受任何特定理论的束缚，但据信较低的水分含量导致挤出机中较高的摩擦。在一些实施例中，湿淀粉可制备为具有在通过挤出机进给该湿淀粉时允许足够的机械能输入以便摩擦防止湿淀粉太容易地移动通过挤出机的水分含量。增大的摩擦可能增加淀粉中氢键的破坏。
可向湿淀粉中混合任何合适的基本上避免螯合钙离子的弱酸。不希望受任何特定理论的束缚，但螯合包括弱酸例如与钙形成配位络合物或以其它方式干扰石膏浆料内石膏晶体的形成。此类干扰可为所形成的石膏晶体数量的减少、晶体的形成的延迟(速率减慢)、石膏晶体间的相互作用减少等。关于不螯合钙离子的术语“基本上”通常指至少90％(例如，至少92％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％)的可得钙离子不螯合到酸。
根据本发明的实施例的弱酸可定义为pKa值为约1至约6、例如约1至约5、约1至4、约1至3、约1至2、约1.2至约6、约1.2至约5、约1.2至约4、约1.2至约3、约1.2至约2、约2至约6、约2至约5、约2至约4、约2至约3、约3至约6、约3至约5、约3至约4、约4至约6或约4至约5的那些。如本领域中所理解，pKa值为酸的强度的量度；pKa值越低，酸越强。
基本上避免螯合钙离子的弱酸以例如缺乏多结合位点如多个羧基官能团(COO-)为特征，羧基官能团往往将结合钙离子。在一些实施例中，弱酸具有极小量的多结合位点如多-COO-基团，或者基本上不含多结合位点如多-COO-基团，使得例如螯合极少(即，基本上避免)或者相对于在不存在弱酸的情况下的晶体形成来说石膏晶体的形成不受实质性的影响。在一些实施例中，例如，硫酸铝(明矾)为用在制备湿淀粉中的适宜弱酸，因为其基本上避免螯合钙离子。明矾不具有多结合位点。
在一些实施例中，明矾以任何合适的形式加到湿淀粉前体，如在具有所需固含量的含明矾液体中。例如，可将液体明矾包含在水性溶液中，其中明矾以任何合适的量存在。可类似地加入其它弱酸。
可与湿淀粉混合来引入任何合适的量的基本上避免螯合钙离子的弱酸，以便制得具有所需的粘度和低的水需求并且不过水解为糖的预糊化部分水解淀粉。例如，在一些实施例中，这样的弱酸以基于淀粉的重量计约0.5重量％至约5重量％的量引入，如约0.5重量％至约4.5重量％，例如约0.5重量％至约4重量％、约0.5重量％至约3.5重量％、约0.5重量％至约3重量％、约1重量％至约5重量％、约1重量％至约4.5重量％、约1重量％至约4重量％、约1重量％至约3.5重量％、约1重量％至约3重量％、约1.5重量％至约5重量％、约1.5重量％至约4.5重量％、约1.5重量％至约4重量％、约1.5重量％至约3.5重量％、约1.5重量％至约3重量％、约2重量％至约5重量％、约2重量％至约4.5重量％、约2重量％至约4重量％、约2重量％至约3.5重量％、约2重量％至约3重量％、约2.5重量％至约5重量％、约2.5重量％至约4.5重量％、约2.5重量％至约4重量％、约2.5重量％至约3.5重量％或约2.5重量％至约3重量％的量。应理解，这些量涵盖弱酸组分，并且当弱酸在溶液中时不包括水或溶液的其它组分。
湿淀粉前体可制备为任选地还包含可螯合钙离子的第二酸，如酒石酸。因此，在一些实施例中，第二酸，如酒石酸，可与任何合适的不螯合钙离子的弱酸组合。酒石酸已知延迟石膏结晶。然而，与非螯合弱酸相组合，酒石酸避免实质性地延迟石膏结晶，使得经由酸改性的水解反应得到优化。除酒石酸外，其它第二酸如琥珀酸或苹果酸也可能有益，只要它们不超过明矾的促进作用即可。在一些实施例中，湿淀粉前体包含明矾和酒石酸二者。
如果包含，第二酸(例如，酒石酸)可以任何合适的量存在。例如，酒石酸可以基于淀粉的重量计约0.1重量％至约0.6重量％的量存在，例如约0.1重量％至约0.4重量％、约0.2重量％至约0.3重量％的量。
在一些实施例中，可任选地向湿淀粉中加入油来改善淀粉在挤出机内的传送能力。在一些实施例中，可能的油包括芥花籽油、植物油、玉米油、大豆油或它们的任何组合。例如，在一些实施例中，可任选地以淀粉的重量的约0重量％至约0.25重量％的量加入芥花籽油或前述替代品中之一，例如约0.1重量％至约0.2重量％、约0.1重量％至约0.15重量％、约0.15重量％至约0.25重量％、约0.15重量％至约0.2重量％或约0.2重量％至约0.25重量％的量。
根据一些实施例，湿淀粉前体通过混合水、非预糊化淀粉和小量强酸来制备。在一些实施例中，强酸具有约-1.7或更低的pKa。任何这样的强酸均可使用，并且在一些实施例中，强酸包括硫酸、硝酸、盐酸或它们的任何组合。在一些实施例中优选单独的或与其它酸组合的硫酸，因为在石膏板实施例中硫酸根离子可促进石膏结晶。
强酸的量较小，如为淀粉的重量的约0.05重量％或更低，例如约0.045重量％或更低、约0.04重量％或更低、约0.035重量％或更低、约0.03重量％或更低、约0.025重量％或更低、约0.02重量％或更低、约0.015重量％或更低、约0.01重量％或更低、约0.005重量％或更低、约0.001重量％或更低、约0.0005重量％或更低，如淀粉的重量的约0.0001重量％至约0.05重量％、约0.0001重量％至约0.045重量％、约0.0001重量％至约0.04重量％、约0.0001重量％至约0.035重量％、约0.0001重量％至约0.03重量％、约0.0001重量％至约0.025重量％、约0.0001重量％至约0.02重量％、约0.0001重量％至0.015重量％、约0.0001重量％至约0.01重量％、约0.0001重量％至约0.005重量％、约0.0001重量％至约0.001重量％、约0.0001重量％至约0.0005重量％。应理解，这些量涵盖强酸组分，并且当强酸在溶液中时不包括水或溶液的其它组分。例如，淀粉固体为～35％时，常规的强酸改性使用2％的硫酸溶液(35g淀粉2g硫酸)。百分数基于的是纯硫酸组分。其计算为硫酸组分的重量除以湿淀粉的重量。例如，如果硫酸是50％纯的(这意味着溶液的一半重量为纯硫酸)，则硫酸溶液的重量加倍。为示意起见，对于100g淀粉，加入0.1g纯硫酸以取得0.1重量％。如果硫酸溶液的浓度为50％，则加入0.2g50％的硫酸溶液以取得0.1重量％。
应理解，存在不同等级的酸(＞95％、98％、99.99％)。这些差异由与淀粉前体中强酸的量结合使用的术语“约”涵盖。本领域普通技术人员将易于能够计入所述不同的等级来确定本文描述的重量％。根据本发明的一些实施例使用的强酸的量大大低于常规系统中引入的量，常规系统对于35g淀粉使用例如至少约2g硫酸。在一些实施例中，可与如本文所述将不螯合钙离子的弱酸如明矾组合地使用如上所述小量强酸。
本发明的实施例提供了通过挤出机进给湿淀粉前体使得湿淀粉前体在挤出机中于单个步骤中预糊化并酸改性。应理解，挤出机为通常用来熔化聚合物并通过熔化聚合物和泵送其通过模头而加工聚合物为所需形状的机器。挤出机也可混合聚合物与其它成分如颜料、增强纤维、矿物填料等。挤出机的目的在于分散和分配进给到其中的所有成分并使用恒定的温度和压力熔化所述成分。
挤出机的配置和布置是本领域已知的。一般来说，挤出机包括用来递送进料的进料斗、包括加热套以调适聚合物与增塑剂(例如，水)的预调适器、包括加热区的挤出机模块化头和模头组件。挤出机通常包括进料螺旋钻、刀和一个或多个螺杆。进料螺旋钻存在以帮助向挤出机中传送湿淀粉前体。刀存在以将线状的预糊化部分水解淀粉切割成小粒料以便其可被磨碎。一个或多个螺杆帮助混合湿淀粉前体、传送湿淀粉前体通过挤出机和提供机械剪切。如本领域普通技术人员应理解，挤出机可以是单螺杆或双螺杆种类的。参见例如LeszekMoscicki，Extrusion-CookingTechniques，WILEY-VCHVerlag&Co.KGaA，2011。
在单螺杆挤出机中，螺杆通常包括进料部、压缩部和计量部，进料部具有深通道以输送来自进料器喉部的固体并压缩它们，在压缩部处螺杆的通道逐渐变浅并且聚合物熔化，计量部具有浅通道并向模头传送熔融聚合物。一些螺杆设计为包括混合装置(例如，自螺杆延伸的销)。
双螺杆挤出机通常具有两个螺杆，其或在相同的方向上旋转(即，同向旋转)或在相反的方向上旋转(即，反向旋转)。两个螺杆可以非啮合或完全啮合的螺纹旋转。在单螺杆挤出机的情况下，进给的材料填充整个螺杆通道，而在双螺杆挤出机的情况下，仅一部分螺杆通道被填充，使得下游进料口或通风口可用于某些成分的添加。
模头组件通常包括板、间隔物和模头。在挤出材料时，工艺可以是连续的以便材料以不限定长度挤出，或者是半连续的以便材料成段挤出。被挤出的材料可以是热的或冷的。
本发明提供了一种在挤出机中制备预糊化部分水解淀粉的方法。可使用任何合适的挤出机，如单螺杆挤出机(例如，Advantage50，其可得自位于SouthBeloit，IL的AmericanExtrusionInternational)或双螺杆挤出机(例如，WengerTX52，其可得自位于Sabetha，KS的Wenger)。
如本文所述，混合非预糊化淀粉、呈基本上避免螯合钙离子的弱酸和/或小量强酸的形式的酸和水并进给到挤出机中。在一些实施例中，可向挤出机加入另外的水。当在挤出机中时，加热元件与机械剪切的组合使淀粉熔化和预糊化，弱酸使淀粉部分地水解至由如本文描述为理想的粘度所指示的所需分子量。由于机械能，挤出机中的条件也将引起淀粉分子降解，这部分地产生与酸改性相同的效果。据信因为根据一些实施例挤出机中的条件(例如，高反应温度和高压力)促进此化学反应，故可使用弱酸和/或低量的强酸。本发明的方法因此提高淀粉酸改性的效率。
主螺杆可在使得取得所需混合和机械剪切的任何合适速度下运行。例如，在一些实施例中，主螺杆可在约350RPM(±约100RPM)的速度下运行。进料螺旋钻可在取得所需进料速率的任何合适速度下运行。例如，在一些实施例中，进料螺旋钻可在约14RPM(±约5RPM)的速度下运行。
刀可在任何合适的速度下运行。例如，在各种实施例中，刀可在约400RPM至约1,000RPM的速度下运行，例如，约400RPM至约900RPM、约400RPM至约800RPM、约400RPM至约700RPM、约400RPM至约600RPM、约400RPM至约500RPM、约500RPM至约1,000RPM、约500RPM至约900RPM、约500RPM至约800RPM、约500RPM至约700RPM、约500RPM至约600RPM、约600RPM至约1,000RPM、约600RPM至约900RPM、约600RPM至约800RPM、约600RPM至约700RPM、约700RPM至约1,000RPM、约700RPM至约900RPM、约700RPM至约800RPM、约800RPM至约1,000RPM、约800RPM至约900RPM或约900RPM至约1,000RPM的速度。
湿淀粉可在模头处于任何合适温度下的挤出机中预糊化和酸改性，所述合适温度使得湿淀粉变得充分预糊化而不烧坏材料。例如，湿淀粉可在模头处于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的温度下的挤出机中预糊化和酸改性，例如，在各种实施例中，约150℃至约205℃(约400°F)、约150℃至约199℃(约390°F)、约150℃至约193℃(约380°F)、约150℃至约188℃(约370°F)、约150℃至约182℃(约360°F)、约154℃(约310°F)至约210℃、约154℃至约205℃(约400°F)、约154℃至约199℃、约154℃至约193℃、约154℃至约188℃、约154℃至约182℃、约160℃(约320°F)至约210℃、约160℃至约205℃(约400°F)、约160℃至约199℃、约160℃至约193℃、约160℃至约188℃、约160℃至约182℃、约166℃(约330°F)至约210℃、约166℃至约205℃、约166℃至约199℃、约166℃至约193℃、约166℃至约188℃、约166℃至约182℃、约171℃(约340°F)至约210℃、约171℃至约205℃、约171℃至约199℃、约171℃至约193℃、约171℃至约188℃、约171℃至约182℃、约177℃(约350°F)至约210℃、约177℃至约205℃、约177℃至约199℃、约177℃至约193℃、约177℃至约188℃或约177℃至约182℃的温度。虽然挤出机的模头可为如本文所述任何足够的温度，但模头温度通常超过淀粉晶体的熔化温度。
糊化的程度可为任何合适的量，如至少约70％或更多，例如至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％、至少约97％、至少约99％或完全(100％)糊化。在下文所述制造墙板的情况下，可向灰泥浆料添加具有此类较低糊化程度的淀粉，并例如在窑中进行追加的糊化(例如，至100％)。
挤出机中的压力可为使得取得适宜的预糊化和酸改性条件的任何合适水平。挤出机内的压力由被挤出的原料、水分含量、模头温度和螺杆速度决定，这将为本领域普通技术人员所认识。例如，挤出机中的压力可为至少约2,000psi(约13,800kPa)，如至少约2,250psi(约15,500kPa)、至少约2,500psi(约17,200kPa)、至少约2,750psi(约19,000kPa)、至少约3,000psi(约20,650kPa)、至少约3,500psi(约24,100kPa)、至少约4,000psi(约27,600kPa)或至少约4,500psi(约31,000kPa)。在一些实施例中，压力可为约2,000psi至约5,000psi(34,500kPa)，例如约2,000psi至约4,500psi、约2,000psi至约4,000psi、约2,000psi至约3,500psi、约2,000psi至约3,000psi、约2,000psi至约2,500psi、约2,500psi至约5,000psi、约2,500psi至约4,500psi、约2,500psi至约4,000psi、约2,500psi至约3,500psi、约2,500psi至约3,000psi、约3,000psi至约5,000psi、约3,000psi至约4,500psi、约3,000psi至约4,000psi、约3,000psi至约3,500psi、约3,500psi至约5,000psi、约4,000psi至约5,000psi、约4,000psi至约4,500psi或约4,500psi至约5,000psi。
令人惊奇且意外地，已发现在挤出机中于单个步骤中制备预糊化部分水解淀粉的本发明方法比在两个步骤中逐次预糊化和酸改性淀粉要快得多。与用任何其它方法制备的淀粉相比，使用本发明的方法可制备显著更大的量的预糊化部分水解淀粉。较高的生产量和较快的输出速率是因为高温和/或高压下的高反应速率。在一些实施例中，预糊化和酸改性发生在不到约5分钟内，如不到约4分钟，例如不到约3分钟、不到约2分钟、不到约90秒、不到约75秒、不到约1分钟、不到约45秒、不到约30秒、不到约25秒、不到约20秒、不到约15秒或不到约10秒内。另外，在一些实施例中，预糊化和酸改性在挤出机中于以前述点中的任何两个为界限的速率下进行。例如，预糊化和酸改性速率可介于约10秒和5分钟之间，例如约10秒和约4分钟之间、约10秒和约3分钟之间、约10秒和约2分钟之间、约10秒和约90秒之间、约10秒和约75秒之间、约10秒和约1分钟之间、约10秒和约45秒之间、约10秒和约30秒之间、约10秒和约25秒之间、约10秒和约20秒之间或约10秒和约15秒之间。
制备预糊化部分水解淀粉的本发明方法可为连续工艺，其在任何足够的速率下进行。在一些实施例中，淀粉在挤出机中于至少约100kg/hr的生产输出速率下预糊化并酸改性，如至少约150kg/hr、至少约200kg/hr、至少约250kg/hr、至少约300kg/hr、至少约350kg/hr、至少约400kg/hr、至少约450kg/hr、500kg/hr、至少约550kg/hr，例如至少约600kg/hr、至少约650kg/hr、至少约700kg/hr、至少约750kg/hr、至少约800kg/hr、至少约850kg/hr、至少约900kg/hr、至少约950kg/hr、至少约1,000kg/hr、至少约1,050kg/hr、至少约1,100kg/hr、至少约1,150kg/hr、至少约1,200kg/hr、至少约1,250kg/hr、至少约1,300kg/hr、至少约1,350kg/hr、至少约1,400kg/hr、至少约1,450kg/hr或至少约1,500kg/hr的生产输出速率。另外，在一些实施例中，挤出机中的生产输出速率可以前述点中的任何两个为界限。例如，生产输出速率可介于约100kg/hr和约1,500kg/hr之间(例如，约100kg/hr和约1,500kg/hr之间、约100kg/hr和1,000kg/hr之间、约250kg/hr和约1,500kg/hr之间、约250kg/hr和约1,000kg/hr之间、约600kg/hr和约1,250kg/hr之间、约650kg/hr和约1,200kg/hr之间、约700kg/hr和约1,100kg/hr之间、约750kg/hr和约1,000kg/hr之间等)。
本发明人已发现，在一些实施例中，挤出机中的条件(例如，高温和高压)特别有助于在单个步骤中高效且充分地预糊化并酸改性淀粉。在挤出机混合湿淀粉时，其产生非常高的摩擦，由此生成热。挤出机中由螺杆产生剪切力，因为挤出机中螺杆与室之间的空间非常小。比机械能(SME)描述每单位质量物体的机械能。SME将取决于水分含量。较高的水分含量(例如，出于流动性的目的)将导致低粘度和低摩擦及因此较小的SME。如果存在较多的水分，则将因低粘度和低摩擦而产生较小的SME。如本文所述本发明的湿淀粉前体中的水分含量提供有效的SME。
在挤出机中，由于如本文所述本发明的实施例所提供的条件，淀粉高效地预糊化。虽然不希望受任何特定理论的束缚，但据信在根据本发明的一些实施例中挤出机中的良好混合需要较少的水以进行挤出机中的反应。非常低的水分含量便于高的反应物浓度，这可加速化学反应速率。挤出机的高温也显著加速反应速率。在淀粉离开挤出机时，反应已发生，使得其被预糊化并部分水解。
在常规的酸改性中，淀粉被加到强酸溶液中。此常规方法比如本文中所述在挤出机中于一个步骤中同时而非逐次地预糊化和酸改性淀粉的令人惊奇且意外的方法使用显著较多的水和酸。常规的酸改性用时数小时。在反应已发生后，酸需要被中和、纯化和洗去。中和和纯化步骤耗时且昂贵。
在本发明人令人惊奇且意外的发现之前，常规的酸改性中一直认为使用基本上避免螯合钙离子的弱酸或小量的强酸是不可取的。这是因为，在常规的方法中，酸越弱或强酸的量越小，则酸改性用时越长。因此，常规的酸改性中需要高量的强酸(例如，pKa在约-1.7以下)。令人惊奇且意外地，在根据本发明的实施例如本文所述使用弱酸或小量强酸于挤出机中制备预糊化部分水解淀粉时，分别由于温和的酸性条件及较少干扰石膏结晶而无需中和和纯化步骤。在一些实施例中，预糊化部分水解淀粉中仍可存在酸。
淀粉的性质及在石膏板中使用淀粉的优点
根据本发明的实施例在挤出机中制得的淀粉可为任何预糊化部分水解淀粉。在一些实施例中，如本文所述，淀粉可根据需要制备为具有各种性质(例如，中等粘度、冷水溶解性、冷水粘度等)。
根据本发明的实施例在挤出机中制得的预糊化部分水解淀粉可适于用在石膏板中。对于在例如石膏板中的应用，预糊化和酸改性是有益的，例如如本文所述通过根据本发明的实施例取得所需的粘度(和因此分子量范围)而出于强度的目的。在本文讨论的制造墙板的方法中，引入到灰泥浆料中的淀粉可至少约70％糊化，例如至少约75％糊化、至少约80％糊化、至少约85％糊化、至少约90％糊化、至少约95％糊化、至少约97％糊化或100％糊化(即，完全糊化)。
此外，根据本发明的实施例向挤出机中进给如本文所述包含基本上避免螯合钙离子的弱酸的湿淀粉使淀粉水解以便取得所需的粘度，从而表明取得所需的分子量范围。粘度由此指示预糊化部分水解淀粉的分子量，这是本领域普通技术人员应理解的。
在一些实施例中，根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉可制备为具有任何合适的粘度。在一些实施例中，当预糊化部分水解淀粉经受根据VMA方法的条件——预糊化部分水解淀粉在水中，量为预糊化部分水解淀粉与水的总重量的15重量％时，粘度表征为具有“中等”粘度(即，具有约20厘泊至约700厘泊的粘度)。因此，使用VMA方法来确定预糊化部分水解淀粉在经受VMA方法的条件时是否具有中等粘度特性。这并不意味着预糊化部分水解淀粉必须在这些条件下加到石膏浆料中。相反，在向浆料添加预糊化部分水解淀粉时，其可呈湿(以淀粉在水中的各种浓度)或干的形式，并且其如本文所述不必是完全糊化的，也不必是在VMA方法中规定的条件下。
在—些实施例中，预糊化淀粉的中等粘度可为约20厘泊至约700厘泊，如约20厘泊至约500厘泊、约30厘泊至约200厘泊或约100厘泊至约700厘泊。在本发明的实施例中，当按VMA方法测试时预糊化淀粉的粘度可为如下表1A、1B和1C中所列。在这些表中，“X”表示范围“约[顶行中的相应值]至约[最左列中的相应值]”。所示的值表示预糊化淀粉以厘泊计的粘度。为了便于呈现，应理解每一个值均表示“约”该值。例如，表1A中的第一个“X”为范围“约20厘泊至约25厘泊”。
表1A
表1B
表1C
因此，根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的粘度可具有介于表1A、1B或1C中给出的任何前述端点之间并包括所述端点的范围。或者，在一些实施例中，根据本文描述的Brabender方法测得，预糊化部分水解淀粉具有约5Brabender单位(BU)至约33BU的粘度，例如约10BU至约30BU、约12BU至约25BU或约15BU至约20BU的粘度。
在一些实施例中，根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉可为其所应用于的产品(例如，墙板)的强度提供显著的有益效果。由于淀粉包含含有三个羟基的葡萄糖单体，故淀粉具有许多可氢键结合到石膏晶体的位点。虽然不希望受任何特定理论的束缚，但据信根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的分子大小允许淀粉分子的最佳迁移性以便淀粉分子与石膏晶体对齐而促进淀粉与石膏晶体的良好结合以增强所得的结晶石膏基质，例如经由氢键结合。
根据不同于本文所述方法的另一方法制备的常规预糊化淀粉，例如具有中等之外的粘度，其分别具有较长的链长与较高的分子量(太高的粘度)和较短的链长与较低的分子量(太低的粘度)，不提供同样的有益效果组合。还据信，关于淀粉效率，当淀粉分子充分结合到石膏晶体时，另外的淀粉不会增加显著的有益效果，因为晶体已经被结合使得不再有石膏晶体位点供淀粉粘附或结合。相应地，由于石膏晶体与根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的分子之间的最佳结合，故结晶石膏基质的强度得到增强，并且与常规的淀粉相比需要较少的淀粉来提升此强度。本发明人已发现，在一些实施例中，具有例如中等粘度(代表淀粉的中等分子量)的溶解淀粉分子允许淀粉分子的最佳迁移性以便淀粉分子与石膏晶体对齐而促进淀粉与石膏的良好氢键结合和芯强度。
在一些实施例中，根据本发明的一些实施例制备的预糊化部分水解淀粉还提供水需求方面的优势。向石膏浆料添加常规的预糊化淀粉需要向石膏浆料添加另外的水以便保持所需的浆料流动性程度。这是因为常规的预糊化淀粉增大石膏浆料的粘度并降低流动性。因此，常规系统中预糊化淀粉的使用已导致水需求的增大，以致石膏浆料中需要甚至更过量的水。
令人惊奇且意外地，根据本发明的实施例制备、特别是具有所需中等粘度的预糊化部分水解淀粉要求较少的水以致对石膏浆料中水需求的影响减小，尤其是与常规的淀粉相比。此外，因为根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的效率使得可使用较少的淀粉，根据本发明的一些实施例，对水需求的正面影响可甚至更显著。此较低的水需求在制造过程中提供可观的效益。例如，过量的水需要能量输入来干燥。必须减慢生产线的速度来适应此干燥。因此，通过降低石膏浆料中的水负荷，可以预见到较少的能量资源和消耗以及较快的生产速率。在一些实施例中，石膏浆料中水需求的增大小于其它淀粉如例如通过不同的方法制备的粘度在700厘泊以上(例如，约773厘泊)的预糊化淀粉所要求的水需求的增大。
在预糊化部分水解淀粉的制备中可选择任何合适的非预糊化淀粉，只要其足以在挤出机中预糊化并酸改性即可。如本文所用，“淀粉”指包含淀粉组分的组合物。因此，淀粉可为100％的纯淀粉或者可具有其它组分如面粉中常见的那些如蛋白质和纤维，只要淀粉组分占淀粉组合物的至少约75重量％即可。淀粉可呈含淀粉的面粉(例如，玉米粉)的形式，如具有面粉的至少约75重量％的淀粉的面粉(例如，至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约95％等)。举例来说，并且不以任何限制，淀粉可呈含淀粉的玉米粉的形式。
在一些实施例中，根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉可制备为具有所需的冷水溶解性。常规的预糊化技术涉及使淀粉冷水可溶并通常需要在过量的水中蒸煮淀粉。然而，这些常规技术效率不高。根据本发明的实施例允许加热和机械剪切的组合的挤出令人惊奇且意外地为一种能量高效的方法，可使用其在一步工艺中产生具有低水分含量和冷水溶解性的预糊化部分水解淀粉。冷水溶解性定义为在室温(约25℃)下的水中具有任何溶解量。发现在冷水中具有溶解性的淀粉可为石膏产品(例如，墙板)的强度提供显著的有益效果。本发明的冷水可溶淀粉具有高于约30％的冷水溶解度并在加到凝固石膏芯中时可提高石膏芯的强度。预糊化淀粉在水中的溶解度定义为溶解在室温水中的淀粉的量除以淀粉的总量。
在一些实施例中，根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的冷水溶解度为约30％至约100％。在其它实施例中，所述挤出的预糊化部分水解淀粉的冷水溶解度为约50％至约100％。在本发明的实施例中，所述挤出的预糊化部分水解淀粉的冷水溶解度可例如为如表2中所列。在该表中，“X”表示范围“约[顶行中的相应值]至约[最左列中的相应值]”。所示的值表示根据本发明的实施例制备的挤出的预糊化部分水解淀粉的冷水溶解度(表2)。为了便于呈现，应理解每一个值均表示“约”该值。例如，表2中的第一个“X”为范围“约30％至约35％”。该表的范围介于起点和终点之间并包括起点和终点。
表2
虽然不希望受任何特定理论的束缚，但据信挤出过程中机械能与热能的组合是造成根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的冷水溶解性的原因。据信在淀粉经历挤出时，淀粉分子之间的氢键断裂。当挤出的淀粉被溶解于水中时，淀粉与水分子形成氢键。在预糊化工艺后，挤出的预糊化部分水解淀粉分子可自由地与石膏晶体氢键结合，从而赋予石膏产品更高的强度。相应地，因为在冷水中具有溶解性的淀粉改善石膏墙板的强度，故与常规的淀粉相比需要较少的淀粉。
在一些实施例中，根据本文描述的Barbender方法测得，预糊化部分水解淀粉具有约10BU至约120BU的冷水溶解度(10％固体，25℃)，例如约20BU至约110BU、约30BU至约100BU、约40BU至约90BU、约50BU至约80BU或约60BU至约70BU的冷水溶解度。
根据所述方法制得的淀粉在制造板中的使用
在一些实施例中，可通过形成预糊化部分水解淀粉来制造板(例如，石膏墙板)，形成所述预糊化部分水解淀粉的做法是：混合至少水、非预糊化淀粉和酸来形成水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体，所述酸选自：基本上避免螯合钙离子的弱酸、量为淀粉的重量的约0.01重量％或更少的强酸或它们的任何组合。
然后将湿淀粉前体进给到其中模头的温度为约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的挤出机中，在这里，湿淀粉被预糊化并酸改性，使得其至少部分水解。然后可将预糊化部分水解淀粉与至少水和灰泥混合以形成浆料，然后可将所述浆料设置于第一覆盖片材和第二覆盖片材之间以形成湿组件。然后可将所述湿组件切割成板，其然后经干燥。优选地，所述板的凝固石膏芯具有比用按不同的方法制备的淀粉制造的凝固石膏芯高的压缩强度。
根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉令人惊奇且意外地可以较低的量(基于固体/固体计)包含在浆料中并仍在板中取得显著的强度增强。相应地，根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉可以基于灰泥的重量计约0.1重量％至约10重量％的量包含在石膏浆料中，例如约0.5至约10％的量。
已发现增大浆料中根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的量超过这些范围不再同样高效地改善强度，因为强度水平可能在某种程度上进入平台段，即便在一些实施例中加入更多的淀粉时。然而，如果需要，可采用较高的淀粉量，尤其是当接受减小的强度回报时。
在本发明的实施例中，可例如以如下表3A和3B中所列的量向石膏浆料添加预糊化部分水解淀粉。在该表中，“X”表示范围“约[顶行中的相应值]至约[最左列中的相应值]”。所示的值以灰泥的重量的百分数表示淀粉的量。为了便于呈现，应理解每一个值均表示“约”该值。例如，第一个“X”为范围“灰泥的重量的约0.1％的淀粉至灰泥的重量的约0.25％的淀粉”。
表3A
表3B
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5
4.5 X
5.0 X X
5.5 X X X
6.0 X X X X
6.5 X X X X X
7.0 X X X X X X
7.5 X X X X X X X
8.0 X X X X X X X X
8.5 X X X X X X X X X
9.0 X X X X X X X X X X
9.5 X X X X X X X X X X X
10.0 X X X X X X X X X X X X
因此，加到浆料中的根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的量可具有介于表3A或3B中给出的任何前述端点之间并包括所述端点的范围。
在一些实施例中可将根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉与其它淀粉组合地加到浆料以实现各种应用。例如，在如下所述石膏墙板的情况下，可将根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉与其它淀粉组合来既增强芯强度又增强纸-芯粘结，特别是如果接受水需求的某个增大的话。
因此，在本发明的一些实施例中，石膏浆料可包含一种或多种根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉以及一种或多种其它类型的淀粉。其它淀粉可包括例如粘度在20厘泊以下和/或在700厘泊以上的预糊化淀粉。一个例子为预糊化玉米淀粉(例如，粘度高于700厘泊，如约773厘泊)。所述其它淀粉也可呈例如非预糊化淀粉如酸改性淀粉以及未糊化的烷基化淀粉如乙基化淀粉等的形式。淀粉的组合可在添加到石膏浆料之前预混(例如，任选地与其它组分如灰泥等干混，或者与其它湿成分湿混)，或者可将其一次一个地引入石膏浆料中，或它们的任何变型。可引入任何合适比例的根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉和其它淀粉。
例如，以待加到石膏浆料的总淀粉含量的百分数表示的根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的淀粉含量可为例如至少约10重量％，如至少约20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约99％、至少约100％或其间的任何范围。在一些实施例中，根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉相对于其它淀粉的比率可为约25∶75、约30∶70、约35∶65、约50∶50、约65∶35、约70∶30、约75∶25等。
除淀粉组分外，在一些实施例中，浆料配制为包含水、灰泥、发泡剂(有时简称“泡沫”)和根据需要的其它添加剂。令人惊奇且意外地，根据一些实施例，特别是具有中等粘度的那些，已发现为使浆料流动性保持在与不含根据本发明的实施例在挤出机中制备的预糊化部分水解淀粉时将具有的相同水平而需要添加的水的量低于使用根据不同的方法制备的淀粉时需要的水的量的增大。灰泥可呈α半水合硫酸钙、β半水合硫酸钙和/或无水硫酸钙的形式。灰泥可以是纤维的或非纤维的。发泡剂可引入以在凝固石膏的连续结晶基质内形成空气空隙分布。在一些实施例中，发泡剂包含多数重量部分的不稳定组分和少数重要部分的稳定组分(例如，其中组合不稳定组分与稳定/不稳定组分的共混物)。这样的不稳定组分对稳定组分重量比有效地在凝固石膏芯内形成空气空隙分布。参见例如美国专利5,643,510、6,342,284和6,632,550。
已发现合适的空隙分布和壁厚度(独立地)可有效地增强强度，尤其是在较低密度板(例如，约35pcf以下)中。参见例如US2007/0048490和US2008/0090068。与前面提到的空气(泡沫)空隙一道，空隙直径通常为约5μm或更小的蒸发水空隙也贡献于总空隙分布。在一些实施例中，孔隙尺寸大干约5微米的空隙相对于孔隙尺寸为约5微米或更小的空隙的体积比为约0.5∶1至约9∶1，例如约0.7∶1至约9∶1、约0.8∶1至约9∶1、约1.4∶1至约9∶1、约1.8∶1至约9∶1、约2.3∶1至约9∶1、约0.7∶1至约6∶1、约1.4∶1至约6∶1、约1.8∶1至约6∶1、约0.7∶1至约4∶1、约1.4∶1至约4∶1、约1.8∶1至约4∶1、约0.5∶1至约2.3∶1、约0.7∶1至约2.3∶1、约0.8∶1至约2.3∶1、约1.4∶1至约2.3∶1、约1.8∶1至约2.3∶1等。在一些实施例中，发泡剂以例如低于灰泥的重量的约0.5％的量存在于浆料中，如约0.01％至约0.5％、约0.01％至约0.4％、约0.01％至约0.3％、约0.01％至约0.2％、约0.01％至约0.1％、约0.02％至约0.4％、约0.02％至约0.3％、约0.02％至约0.2％等的量，均基于灰泥的重量计。
添加剂如促进剂(例如，湿石膏促进剂、耐热促进剂、气候稳定化促进剂)和缓凝剂是熟知的并可在一些实施例中引入。参见例如美国专利3,573,947和6,409,825。在其中包含促进剂和/或缓凝剂的一些实施例中，促进剂和/或缓凝剂可各以例如灰泥的约0重量％至约10重量％(例如，约0.1％至约10％)如灰泥的约0重量％至约5重量％(例如，约0.1％至约5％)的固体基的量存在于石膏浆料中。可根据需要引入其它添加剂，例如以赋予强度而允许具有足够强度的较轻产品、避免永久变形、促进生坯强度(例如，当产品在沿生产线行进的传送带上凝固时)、提升耐火性、提升防水性等。
例如，在一些实施例中，浆料可任选地包含至少一种分散剂来增强流动性。与根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉和其它成分一样，分散剂可以干的形式与其它干成分和/或以液体形式与其它液体成分一起引入芯浆料中。分散剂的例子包括萘磺酸盐，如聚萘磺酸及其盐(聚萘磺酸盐)和为萘磺酸与甲醛的缩合产物的衍生物；以及聚羧酸盐分散剂，如聚羧酸醚，例如PCE211、PCE111、1641、1641F或PCE2641-型分散剂，如MELFLUX2641F、MELFLUX2651F、MELFLUX1641F、MELFLUX2500L分散剂(BASF)及可得自Coatex，Inc.的COATEXEthacrylM；和/或木质素磺酸盐或磺化木质素。木质素磺酸盐为水溶性的阴离子型聚电解质聚合物，为来自使用亚硫酸盐制浆的木浆生产的副产物。可用于本发明的实施例的原理的实施中的木质素的一个例子为可得自ReedLigninInc.的MarasperseC-21。
通常优选较低分子量的分散剂。较低分子量的萘磺酸盐分散剂受青睐，因为它们往往比较高粘度、较高分子量的分散剂有较低的水需求。因此，优选约3,000至约10,000(例如，约8,000至约10,000)的分子量。作为另一示意，对于PCE211型分散剂，在一些实施例中，分子量可为约20,000至约60,000，其比分子量在60,000以上的分散剂表现出较少的延迟。
萘磺酸盐的一个例子为可得自GEOSpecialtyChemicals的DILOFLO。DILOFLO为在水中的45％萘磺酸盐溶液，但如约35重量％至约55重量％固含量范围内的其它水溶液也易于得到。萘磺酸盐可以干固体或粉末形式使用，如可得自例如GEOSpecialtyChemicals的LOMARD。另一示例性的萘磺酸盐为DAXAD，其可得自HampshireChemicalCorp.。
如果包含，分散剂可以任何合适的(固体/固体)量引入，例如基于灰泥的重量计约0.1重量％至约5重量％，如约0.1％至约4％、约0.1％至约3％、约0.2％至约3％、约0.5％至约3％、约0.5％至约2.5％、约0.5％至约2％、约0.5％至约1.5％等。
在一些实施例中，如果需要，也可任选地向灰泥中引入一种或多种含磷酸根的化合物。例如，可用于一些实施例中的含磷酸根的化合物包括水溶性组分并可呈离子、盐或酸即缩合磷酸的形式，其每一者包含两个或更多个磷酸单元；缩合磷酸盐的盐或离子，其每一者包含两个或更多个磷酸根单元；和正磷酸盐的一元盐或一价离子以及水溶性无环聚磷酸盐。参见例如美国专利6,342,284、6,632,550、6,815,049和6,822,033。
如果添加，在一些实施例中，磷酸盐组合物可增强生坯强度、抗永久变形(例如，下陷)性、尺寸稳定性等。可使用三偏磷酸盐化合物，包括例如三偏磷酸钠、三偏磷酸钾、三偏磷酸锂和三偏磷酸铵。优选三偏磷酸钠(STMP)，但其它磷酸盐也可能合适，包括例如四偏磷酸钠、具有约6至约27个重复磷酸根单元并具有分子式Nan+2PnO3n+1(其中n＝6-27)的六偏磷酸钠、具有分子式K4P2O7的焦磷酸四钾、具有分子式Na3K2P3O10的三聚磷酸三钠二钾、具有分子式Na5P3O10的三聚磷酸钠、具有分子式Na4P2O7的焦磷酸四钠、具有分子式Al(PO3)3的三偏磷酸铝、具有分子式Na2H2P2O7的酸式焦磷酸钠、具有1,000-3,000个重复磷酸根单元并具有分子式(NH4)n+2PnO3n+1(其中n＝1,000-3,000)的聚磷酸铵或者具有两个或更多个重复磷酸单元并具有分子式Hn+2PnO3n+1(其中n为2或更大)的聚磷酸。
在一些实施例中，磷酸盐可以干的形式或以在水中的形式(例如，约5％至约20％的磷酸盐溶液，例如约10％的溶液)引入。如果引入，磷酸盐可为任何合适的量(基于固体/固体计)，如基于灰泥的重量计约0.01重量％至约0.5重量％，例如基于灰泥的重量计约0.03重量％至约0.4重量％、约0.1重量％至约0.3重量％或约0.12重量％至约0.4重量％。
也可任选地引入用于防火和/或防水产品的合适添加剂，包括例如：硅氧烷(防水)；纤维；散热添加剂，如氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁等；和/或高膨胀颗粒(例如，当在1560°F下加热约一小时时可膨胀至原始体积的约300％或更多)。关于这些及其它成分的描述，参见例如共同待审、共同受让的美国申请号13/400,010(2012年2月17日提交)。在一些实施例中，引入高膨胀蛭石，但也可引入其它耐火材料。根据本发明的一些消防相关产品的板可具有约17分钟或更高的绝热指数(TI)，例如约20分钟或更高、约30分钟或更高、约45分钟或更高、约60分钟或更高等；和/或在x-y方向上低于约10％的高温收缩(在约1560°F(850℃)的温度下)及在z-方向上高于约20％的膨胀。防火或防水添加剂可根据需要以任何合适的量引入，具体取决于例如防火等级等。例如，如果引入，防火或防水添加剂的量可为灰泥的重量的约0.5％至约10％，如灰泥的重量的约1％至约10％、约1％至约8％、约2％至约10％、约2％至约8％等。
如果引入，在一些实施例中，硅氧烷优选以乳液的形式加入。然后使浆料成型并在促进硅氧烷的聚合的条件下干燥以形成高度交联的有机硅树脂。可向石膏浆料加入促进硅氧烷聚合形成高度交联的有机硅树脂的催化剂。在一些实施例中，可使用Wacker-ChemieGmbH(德国慕尼黑)以名称SILRESBS94出售的无溶剂甲基氢硅氧烷流体作为所述硅氧烷。此产品为不含水或溶剂的硅氧烷流体。基于干成分的重量计，预期在一些实施例中可使用约0.3％至约1.0％的BS94硅氧烷。例如，在一些实施例中，基于干灰泥重量计，优选使用约0.4％至约0.8％的硅氧烷。
浆料制剂可用任何合适的水/灰泥比率制备，例如约0.4至约1.3。然而，因为与其它淀粉(例如，根据不同的方法制备的常规预糊化淀粉)相比根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉减少需要加到浆料以容纳它们的水的量，故在一些实施例中浆料可用比其它含淀粉石膏浆料的常规比率低的水/灰泥比率输入来配制，尤其是在低的重量/密度下。例如，在一些实施例中，水/灰泥比率可为约0.4至约1.1、约0.4至约0.9、约0.4至约0.85、约0.45至约0.85、约0.55至约0.85、约0.55至约0.8、约0.6至约0.9、约0.6至约0.85、约0.6至约0.8等。
覆盖片材可由任何合适的材料和基重形成。有利地，由包含根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的浆料形成的板芯在甚至具有较低基重覆盖片材如低于45lbs/MSF(例如，约33lbs/MSF至45lbs/MSF)的板中也提供足够的强度，甚至对于一些实施例中较轻重量的板(例如，密度为约35pcf或以下)也如此。然而，如果需要，在一些实施例中，可使用较重的基重，例如以进一步增强拔钉阻力或增强操作性，例如以促进最终用户期望的“感觉”特性。
在一些实施例中，为增强强度(例如，拔钉强度)，尤其是对于较低密度的板，覆盖片材中之一或二者可由纸形成并具有例如至少约45lbs/MSF(例如，约45lbs/MSF至约65lbs/MSF、约45lbs/MSF至约60lbs/MSF、约45lbs/MSF至约55lbs/MSF、约50lbs/MSF至约65lbs/MSF、约50lbs/MSF至约60lbs/MSF等)的基重。如果需要，在一些实施例中，一个覆盖片材(例如，安装时的“面”纸侧)可具有前述较高的基重，例如以增强拔钉阻力和操作性，而另一覆盖片材(例如，安装板时的“背”片材)如果需要可具有稍微低一些的基重(例如，低于约45lbs/MSF的基重，例如约33lbs/MSF至约45lbs/MSF或约33lbs/MSF至约40lbs/MSF)。
板重量是厚度的函数。由于板通常制成为不同的厚度，故本文中使用板密度作为板重量的量度。根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的优点可在各种板密度上可见，例如约40pcf或更小，如约20pcf至约40pcf、约24pcf至约37pcf等。然而，本发明的优选实施例在较低密度下具有特别的效用，其中根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉所提供的增强的强度有利地允许与由根据不同的方法制备的其它淀粉制成的板相比具有良好强度和较低水需求的较轻重量板的使用。
例如，在一些实施例中，板密度可为约20pcf至约35pcf，例如约20pcf至约34pcf、约20pcf至约33pcf、约20pcf至约32pcf、约20pcf至约31pcf、约20pcf至约30pcf、约20pcf至约29pcf、约21pcf至约35pcf、约21pcf至约34pcf、约21pcf至约33pcf、约21pcf至约32pcf、约21pcf至约31pcf、约21pcf至约30pcf、约21pcf至约29pcf、约24pcf至约35pcf、约24pcf至约34pcf、约24pcf至约33pcf、约24pcf至约32pcf、约24pcf至约31pcf、约24pcf至约30pcf或约24pcf至约29pcf。
根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉可加到浆料以为根据本发明的产品提供强度增强，在较低重量/密度下这可能尤其有益。例如，在一些实施例中，如根据实例4中给出的方法所测试，根据本发明的实施例制造的板在29pcf的密度下具有至少约400psi(2,750kPa)的压缩强度。有利地，在如本文所述各种板密度下的各种实施例中，通过本发明的方法产生的板可制成为具有至少约400psi的压缩强度，例如至少约450psi(3,100kPa)、至少约500psi(3,450kPa)、至少约550psi(3,800kPa)、至少约600psi(4,100kPa)、至少约650psi(4,500kPa)、至少约700psi(4,800kPa)、至少约750psi(5,200kPa)、至少约800psi(5,500kPa)、至少约850psi(5,850kPa)、至少约900psi(6,200kPa)、至少约950psi(6,550kPa)或至少约1,000psi(6,900kPa)的压缩强度。另外，在一些实施例中，压缩强度可以前述点中的任何两个为界限。例如，压缩强度可介于约450psi和约1,000psi之间(例如，约500psi和约900psi之间、约600psi和约800psi之间等)。
在一些实施例中，根据本发明制成的板满足根据ASTM标准C473-10的测试方案。例如，在一些实施例中，当板在1/2英寸的厚度下流延时，如根据ASTMC473-10所测得，板具有至少约65lb的拔钉阻力，例如至少约68lb、至少约70lb、至少约72lb、至少约75lb、至少约77lb等的拔钉阻力。在各种实施例中，拔钉阻力可为约68lb至约100lb，例如约68lb至约95lb、约68lb至约90lb、约68lb至约85lb、约68lb至约80lb、约68lb至约77lb、约68lb至约75lb、约68lb至约72lb、约68lb至约70lb、约70lb至约100lb、约70lb至约95lb、约70lb至约90lb、约70lb至约85lb、约70lb至约80lb、约70lb至约77lb、约70lb至约75lb、约70lb至约72lb、约72lb至约100lb、约72lb至约95lb、约72lb至约90lb、约72lb至约85lb、约72lb至约80lb、约72lb至约77lb、约72lb至约75lb、约75lb至约100lb、约75lb至约95lb、约75lb至约90lb、约75lb至约85lb、约75lb至约80lb、约75lb至约77lb、约77lb至约100lb、约77lb至约95lb、约77lb至约90lb、约77lb至约85lb或约77lb至约80lb。
关于挠曲强度，在一些实施例中，当以1/2英寸厚的板流延时，如根据ASTM标准C473所测得，板具有纵向上至少约36lb(例如，至少约38lb、至少约40lb等)和/或横向上至少约107lb(例如，至少约110lb、至少约112lb等)的挠曲强度。在各种实施例中，板可在纵向上具有约36lb至约60lb的挠曲强度，例如约36lb至约55lb、约36lb至约50lb、约36lb至约45lb、约36lb至约40lb、约36lb至约38lb、约38lb至约60lb、约38lb至约55lb、约38lb至约50lb、约38lb至约45lb、约38lb至约40lb、约40lb至约60lb、约40lb至约55lb、约40lb至约50lb或约40lb至约45lb的挠曲强度。在各种实施例中，板可在横向上具有约107lb至约130lb的挠曲强度，例如约107lb至约125lb、约107lb至约120lb、约107lb至约115lb、约107lb至约112lb、约107lb至约110lb、约110lb至约130lb、约110lb至约125lb、约110lb至约120lb、约110lb至约115lb、约110lb至约112lb、约112lb至约130lb、约112lb至约125lb、约112lb至约120lb或约112lb至约115lb的挠曲强度。
另外，在一些实施例中，如根据ASTMC473-10所测得，板可具有至少约11lb的平均芯硬度，例如至少约12lb、至少约13lb、至少约14lb、至少约15lb、至少约16lb、至少约17lb、至少约18lb、至少约19lb、至少约20lb、至少约21lb或至少约22lb的平均芯硬度。在一些实施例中，板可具有约11lb至约25lb的芯硬度，例如约11lb至约22lb、约11lb至约21lb、约11lb至约20lb、约11lb至约19lb、约11lb至约18lb、约11lb至约17lb、约11lb至约16lb、约11lb至约15lb、约11lb至约14lb、约11lb至约13lb、约11lb至约12lb、约12lb至约25lb、约12lb至约22lb、约12lb至约21lb、约12lb至约20lb、约12lb至约19lb、约12lb至约18lb、约12lb至约17lb、约12lb至约16lb、约12lb至约15lb、约12lb至约14lb、约12lb至约13lb、约13lb至约25lb、约13lb至约22lb、约13lb至约21lb、约13lb至约20lb、约13lb至约19lb、约13lb至约18lb、约13lb至约17lb、约13lb至约16lb、约13lb至约15lb、约13lb至约14lb、约14lb至约25lb、约14lb至约22lb、约14lb至约21lb、约14lb至约20lb、约14lb至约19lb、约14lb至约18lb、约14lb至约17lb、约14lb至约16lb、约14lb至约15lb、约15lb至约25lb、约15lb至约22lb、约15lb至约21lb、约15lb至约20lb、约15lb至约19lb、约15lb至约18lb、约15lb至约17lb、约15lb至约16lb、约16lb至约25lb、约16lb至约22lb、约16lb至约21lb、约16lb至约20lb、约16lb至约19lb、约16lb至约18lb、约16lb至约17lb、约17lb至约25lb、约17lb至约22lb、约17lb至约21lb、约17lb至约20lb、约17lb至约19lb、约17lb至约18lb、约18lb至约25lb、约18lb至约22lb、约18lb至约21lb、约18lb至约20lb、约18lb至约19lb、约19lb至约25lb、约19lb至约22lb、约19lb至约21lb、约19lb至约20lb、约21lb至约25lb、约21lb至约22lb或约22lb至约25lb的芯硬度。
至少部分地由于本发明的一些实施例中产生的中等粘度特性，即便是对于如本文所述的超轻密度板(例如，约31pcf或更小)，这些标准(例如，拔钉阻力、挠曲强度和芯硬度)也可满足。
本发明人还已发现，根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉展现出与根据不同的方法制备的常规预糊化淀粉的那些相当或超过根据不同的方法制备的常规预糊化淀粉的那些的升温凝固(TRS)水合速率。所需凝固时间可取决于配方，并且所需凝固时间可由本领域普通技术人员根据工厂条件和可得原料确定。
根据本发明的实施例的产品可在典型的生产线上制造。例如，板制造技术在例如美国专利7,364,676和美国专利申请公开2010/0247937中有述。简言之，在石膏板的情况下，工艺通常涉及向移动的传送带上泄放覆盖片材。由于石膏板通常“面朝下”形成，故此覆盖片材在这类实施例中为“面”覆盖片材。
将石膏浆料的干和/或湿组分进给到混合器(例如，销式混合器)，在这里，其被搅拌形成石膏浆料。混合器包括主体和泄放导管(例如，如本领域已知的闸门-罐-引出罩装置，或如美国专利6,494,609和6,874,930中所述的装置)。在一些实施例中，泄放导管可包括具有单个进料入口或多个进料入口的浆料分配器，如美国专利申请公开2012/0168527A1(申请号13/341,016)和美国专利申请公开2012/0170403A1(申请号13/341,209)中描述的那些。在这些实施例中，使用具有多个进料入口的浆料分配器，泄放导管可包括合适的分流器，如美国专利申请公开2012/0170403A1中描述的那些。如果需要，可在混合器的泄放导管中(例如，在如例如美国专利5,683,635和6,494,609中所述的闸门中)或主体中加入发泡剂。在已加入包括发泡剂在内的所有成分后从泄放导管泄放的浆料为初级石膏浆料并将形成板芯。将该板芯浆料泄放到移动的面覆盖片材上。
面覆盖片材可具有呈较致密浆料层的形式的薄撇渣面层。另外，可例如自形成面撇渣面层的相同浆料流形成如本领域已知的硬边缘。在其中向泄放导管中引入了泡沫的实施例中，可自混合器主体移除第二石膏浆料的流以形成致密的撇渣面层浆料，其可然后用来形成如本领域所知的面撇渣面层和硬边缘。如果包括，通常面撇渣面层和硬边缘在沉积芯浆料之前沉积到移动的面覆盖片材上，通常是在混合器的上游。在从泄放导管泄放后，根据需要在面覆盖片材(任选地具有撇渣面层)上铺展芯浆料并覆盖以第二覆盖片材(通常为“背”覆盖片材)以形成呈夹层结构的形式的湿组件，其为最终产品的板前体。第二覆盖片材可任选地具有第二撇渣面层，如果存在，第二撇渣面层可由与面撇渣面层相同或不同的第二(致密)石膏浆料形成。覆盖片材可由纸、纤维毡或其它类型的材料(例如，箔、塑料、玻璃纤维毡、非织造材料如纤维素与无机填料的共混物等)形成。
由此提供的湿组件被传送到成型站，在这里，产品的尺寸被形成至所需的厚度(例如，经由成型板)，并传送到一个或多个刀部，在这里，其被切割至所需的长度。让湿组件硬化以形成凝固石膏的互锁结晶基质，并使用干燥工艺(例如，通过输送组件通过窑)移除过量的水。令人惊奇且意外地，已发现，由于根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的低水需求特性，故根据本发明制备的具有所述淀粉的板在干燥工艺中需要显著较少的时间。这是有利的，因为其降低能量消耗。
在石膏板的制造中还常见的是使用振动来从沉积的浆料消除大的空隙或气袋。每一上述步骤以及用于进行此类步骤的工艺和设备是本领域已知的。
根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉可用在各种产品如石膏墙板、吸声(例如，天花板)砖、填缝混合料、石膏-纤维素纤维产品如石膏-木纤维墙板等的配制中。在一些实施例中，此类产品可自根据本发明的实施例的浆料形成。
因此，在本发明的实施例中，根据本发明的实施例在挤出机中制备的预糊化部分水解淀粉可如本文所述在除纸面石膏板外的产品中也具有有益的效果。例如，根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉可用在其中板覆盖片材呈纤维毡的形式的毡面产品(例如，织造物)中。所述毡可任选地具有表面涂层(finish)以降低透水性。此类毡面产品的制造中可引入的其它成分以及用于纤维毡的材料和制造方法在例如美国专利8,070,895以及美国专利申请公开2009/0247937中有讨论。
另外，石膏-纤维素产品可根据需要呈纤维素主体颗粒(例如，木纤维)、石膏、根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉及其它成分(例如，防水添加剂如硅氧烷)的形式。其它成分和制造方法在例如美国专利4,328,178、4,239,716、4,392,896、4,645,548、5,320,677、5,817,262和7,413,603中有讨论。
实施例的示意性例子
在一个实施例中，制备预糊化部分水解淀粉的方法包括：(a)混合至少水、非预糊化淀粉和基本上避免螯合钙离子的弱酸来制备水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体；(b)向挤出机中进给所述湿淀粉前体；和(c)在挤出机中于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的模头温度下预糊化并酸改性所述湿淀粉前体。
在另一个实施例中，挤出机内的压力为至少约2,000psi。
在另一个实施例中，预糊化部分水解淀粉具有高于约50％的冷水溶解度。
在另一个实施例中，预糊化部分水解淀粉具有约10Brabender单位(BU)至约120BU的冷水粘度(10％固体，25℃)。
在另一个实施例中，当在淀粉经受根据VMA方法的条件的同时测量粘度时，预糊化部分水解淀粉具有约20厘泊至约700厘泊的粘度特性。
在另一个实施例中，预糊化部分水解淀粉具有约5BU至约33BU的粘度(10％固体，93℃)。
在另一个实施例中，基本上避免螯合钙离子的弱酸包括明矾。
在另一个实施例中，在混合中引入酒石酸以形成湿淀粉前体。
在另一个实施例中，基本上避免螯合钙离子的弱酸的量为淀粉的重量的约0.5重量％至约5重量％。
在另一个实施例中，湿淀粉具有淀粉前体的重量的约10重量％至约20重量％的水分含量。
在另一个实施例中，预糊化和酸改性在挤出机中于至少约175℃(约350°F)至约205℃(约400°F)的模头温度下进行。
在另一个实施例中，挤出机中预糊化部分水解淀粉的输出为至少约100kg/hr。
在另一个实施例中，预糊化和酸改性发生在不到约5分钟内。
在另一个实施例中，预糊化和酸改性发生在不到约1分钟内。
在另一个实施例中，所述方法不包括针对预糊化部分水解淀粉的纯化步骤。
在另一个实施例中，所述方法不包括针对预糊化部分水解淀粉的中和步骤。
在另一个实施例中，预糊化部分水解淀粉是至少约70％糊化的。
在另一个实施例中，预糊化部分水解淀粉根据本发明的实施例制备。
在另一个实施例中，制备预糊化部分水解淀粉的方法包括：(a)混合至少水、非预糊化淀粉和强酸来制备水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体，其中所述强酸的量为淀粉的重量的约0.05重量％或更少；(b)向挤出机中进给所述湿淀粉前体；和(c)在挤出机中于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的模头温度下预糊化并酸改性所述湿淀粉。
在另一个实施例中，制备预糊化部分水解淀粉的方法包括：(a)混合至少水、非预糊化淀粉和强酸来制备水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体，其中所述强酸的量为淀粉的重量的约0.01重量％或更少；(b)向挤出机中进给所述湿淀粉前体；和(c)在挤出机中于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的模头温度下预糊化并酸改性所述湿淀粉。
在另一个实施例中，强酸具有约-1.7或更低的pKa。
在另一个实施例中，强酸为硫酸、硝酸、盐酸或它们的任何组合。
在另一个实施例中，制备板的方法包括：(a)通过以下形成预糊化部分水解淀粉：(i)混合至少水、非预糊化淀粉和酸来形成水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体，所述酸选自：(1)基本上避免螯合钙离子的弱酸，(2)量为淀粉的重量的约0.05重量％或更少的强酸，或(3)它们的任何组合；(ii)向挤出机中进给所述湿淀粉前体；和(iii)在模头处于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的温度下的挤出机中预糊化并酸改性所述湿淀粉；(b)混合所述预糊化部分水解淀粉与至少水和灰泥来形成浆料；(c)设置所述浆料于第一覆盖片材和第二覆盖片材之间以形成湿组件；(d)将所述湿组件切割成板；和(e)干燥所述板。
在另一个实施例中，强酸的量为淀粉的重量的约0.01重量％或更少。
在另一个实施例中，制备板的方法包括：(a)通过以下形成预糊化部分水解淀粉：(i)混合至少水、非预糊化淀粉和基本上避免螯合钙离子的弱酸来制成水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体；(ii)向挤出机中进给所述湿淀粉；和(iii)在模头处于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的温度下的挤出机中预糊化并酸改性所述湿淀粉；(b)混合所述预糊化部分水解淀粉与至少水和灰泥来形成浆料；(c)设置所述浆料于第一覆盖片材和第二覆盖片材之间以形成湿组件；(d)将所述湿组件切割成板；和(e)干燥所述板。
在另一个实施例中，制备板的方法包括：(a)混合至少水、非预糊化淀粉和强酸来制成水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体，其中所述强酸的量为淀粉的重量的约0.05重量％或更少；(ii)向挤出机中进给所述湿淀粉前体；和(iii)在模头处于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的温度下的挤出机中预糊化并酸改性所述湿淀粉；(b)混合所述预糊化部分水解淀粉与至少水和灰泥来形成浆料；(c)设置所述浆料于第一覆盖片材和第二覆盖片材之间以形成湿组件；(d)将所述湿组件切割成板；和(e)干燥所述板。
在另一个实施例中，强酸的量为淀粉的重量的约0.01重量％或更少。
在另一个实施例中，凝固石膏芯具有比用按不同的方法制备的淀粉制成的凝固石膏芯高的压缩强度。
在另一个实施例中，在加到浆料中时预糊化部分水解淀粉是至少约70％糊化的，追加的糊化在干燥步骤中进行。
在另一个实施例中，在加到浆料中时预糊化部分水解淀粉是完全糊化的。
在另一个实施例中，在29pcf的密度下板具有至少约400psi(2,800kPa)的压缩强度。
在另一个实施例中，如根据ASTMC473-10所测得，板具有至少约11的芯硬度。
在另一个实施例中，板具有约21pcf至约35pcf的密度。
在另一个实施例中，浆料还包含三偏磷酸钠。
在另一个实施例中，为使浆料流动性保持在与不含所述预糊化部分水解淀粉时将具有的相同水平而需要添加的水的量低于使用根据不同的方法制备的预糊化部分水解淀粉时需要的水的量的增大。
在另一个实施例中，基于灰泥的重量计，淀粉的量为约0.5重量％至约10重量％。
在另一个实施例中，根据本发明的实施例制备墙板。
应指出，前述仅为实施例的例子。从本文的整个描述，其它示例性实施例显而易见。本领域普通技术人员还应理解，这些实施例中的每一个可以与本文提供的其它实施例的各种组合使用。
以下实例进一步示意本发明，但当然不应理解为以任何方式限制其范围。
实例1
本实例示意根据本发明的实施例制备预糊化部分水解淀粉。
制备九种根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉以进行特定性质(例如，粘度、流动性、强度)的各种测试。与三种市售淀粉一道测试这九种本发明淀粉。
根据制备预糊化部分水解淀粉的本发明方法，通过混合量为100kg、可以CCM260黄玉米面自BungeNorthAmerica(St.Louis，MO)商购获得的去胚玉米粉、各种量的硫酸铝(明矾)、基本上避免螯合钙离子的弱酸和/或酒石酸(低于总弱酸的20重量％)和各种量的水来制备湿淀粉前体。将湿淀粉前体进给到可以Advantage50自AmericanExtrusionInternational(SouthBeloit，IL)商购获得的单螺杆挤出机中。在挤出机中，湿淀粉前体在单个步骤中同时进行预糊化和酸改性。
下表4描述了在酸的存在下挤出玉米粉的参数。挤出的停留时间(即，预糊化和酸改性的时间)小于30秒。除水分外，所有百分数均基于淀粉的总重量，水分基于的是以水、淀粉和其它添加剂的总和表达的总湿重。
对照粘度为773厘泊、命名为组合物1A(比较例)的常规预糊化玉米淀粉以及通过酸改性玉米淀粉的挤出制得的两种低水需求淀粉评价所得预糊化部分水解淀粉，所述两种低水需求淀粉可以Clinton277(ADM，Chicago，IL)和Caliber159(Cargill，Wayzata，MN)商购获得并分别命名为组合物1B(比较例)和组合物1C(比较例)。
表4
基材 玉米粉
芥花籽油 0.25重量％
液体明矾 1重量％-4重量％
酒石酸 0重量％-0.3重量％
挤出过程中淀粉的水分 10重量％-20重量％
主螺杆(RPM) 350
进料螺旋钻速度(RPM) 14
模头温度(°F) 350-370
刀速度(RPM) 400-1,000
预糊化部分水解淀粉，命名为组合物1D-1L，在挤出工艺中制备。
下表5对组合物1D-1L详细给出了挤出的各种水分含量和挤出过程中的酸含量。组合物1D-1H和1L用16重量％的水分含量制备，而组合物1I-1K用13重量％的水分含量制备。组合物1D-1G和组合物1I-1L用量为1重量％至4重量％的液体明矾制备，而组合物1H包含液体明矾和酒石酸。组合物1F和1L使用相同的水分含量和酸量制备，但在实例3中具有不同的量的缓凝剂。
表5
组合物 水分 酸
组合物1A 16重量％ NA
组合物1B 19重量％ NA
组合物1C 19重量％ NA
组合物1D 16重量％ 1重量％的明矾
组合物1E 16重量％ 2重量％的明矾
组合物1F 16重量％ 3重量％的明矾31 -->
组合物1G 16重量％ 4重量％的明矾
组合物1H 16重量％ 2重量％的明矾；0.3重量％的酒石酸
组合物1I 13重量％ 1重量％的明矾
组合物1J 13重量％ 2重量％
组合物1K 13重量％ 3重量％的明矾
组合物1L 16重量％ 3重量％的明矾
下面的实例2-4测试表5中描述的组合物的各种性质。在实例2中，于粘焙力测量仪试验中评价组合物1B-1L的粘度。实例3测试用组合物1A、1D-1I和1K-1L中之一制备的浆料的流动性，所述流动性通过坍落度试验评价。此数据然后通过测量浆料50％水合的时间来进一步证实。这示出浆料凝固所花的时间。实例4测试用组合物1A、1D-1I和1K制备的浆料的强度，所述强度通过本文描述的压缩强度来评价。
实例2
本实例示意根据本发明的实施例在挤出机中制备的预糊化部分水解淀粉的粘度。与挤出的市售酸改性淀粉(组合物1B-1C)对比地测试组合物1D-1K，尤其是关于粘度如何基于酸(例如，明矾)的量和水分含量而改变，所述水分含量由进给通过挤出机的湿淀粉的水分水平定义。
在为试验的准备中，将组合物与水混合成淀粉浆料，使得淀粉浆料以10重量％的量含所述组合物。应指出，在淀粉完全糊化并完全溶解时使用术语“溶液”而在淀粉未完全溶解时使用术语“浆料”。然后通过本文描述的粘焙力测量仪技术测试每一组合物在不同温度下的粘度。试验结果绘制在图1和2中，其为粘焙力曲线图，通过绘制粘度(左y轴)和温度(右y轴)对时间(x轴)的曲线来评价预糊化部分水解淀粉在不同温度下的粘度。对每一样品叠加温度曲线。对每一样品使用相同的温度曲线。其它曲线示出淀粉的粘度。
在25℃下的初始粘度为含组合物1B-1K中任何之一的浆料系统的流动性的指示。25℃为淀粉将在其下与灰泥和其它成分混合以制造板的温度。此外，在此温度下，淀粉的粘度与灰泥浆料的流动性负相关。
在低谷(93℃)下的粘度为组合物1B-1K中任何之一的分子量的指示。在93℃的温度下，淀粉分子完全溶解在水中。93℃下淀粉溶液的粘度与淀粉的分子量正相关，这是部分水解所致。
图1为绘制粘度(左y轴)和温度(右y轴)在五十分钟时间段(x轴)上的粘焙力曲线图。以基于溶液的重量计10重量％的量将如本文所述比较例组合物1B和1C及本发明组合物1D-1H混合成淀粉溶液。为避免形成团块，在韦林氏搅切机的混合杯中将淀粉加到水中，同时在低速下混合20秒。然后使用Viscograph-E(C.W.Instruments，Inc.，SouthHackensack，NJ)评价淀粉溶液。根据如本文提及的Brabender粘度测量程序，使用C.W.Brabender粘焙力测量仪测量粘度，例如使用反作用扭矩进行动态测量的Viscograph-E。应指出，如本文所定义，Brabender单位使用具有700cmg筒的16fl.oz(约500cc)样品杯尺寸在75的RPM下测量。本领域普通技术人员也将易于认识，如本文所述，可将Brabender单位换算为其它粘度测量值，如厘泊(例如，当测量筒为700cmg时，cP＝BU×2.1)或Krebs单位。在16重量％的水分含量下挤出的组合物1D-1H的糊化特性与比较例组合物1B和1C一道示于图1中。
考虑本发明的组合物1D-1H，随着明矾从1重量％增至4重量％，初始粘度从70Brabender单位(BU)减小至10BU，同时分子量也减小。组合物1D-1H的初始粘度和在93℃下的粘度减小到跟组合物1B和1C的那些一样低。组合物1B和1C代表低水需求淀粉的常规粘度极限。
图1中所示组合物1D-1H的结果证实，挤出过程中可取得最佳的酸改性。这些结果还表明，制备预糊化部分水解淀粉的本发明方法成功地降低了淀粉的粘度(分子量)。在70℃至90℃之间未观察到粘度峰，表明组合物1D-1H完全糊化。假如组合物1D-1H未完全糊化，则将有粘度的增大。淀粉组合物的完全糊化得到差示扫描量热法(DSC)的确认。
图2为绘制粘度(左y轴)和温度(右y轴)在五十分钟时间段(x轴)上的第二粘焙力曲线图。以基于溶液的重量计10重量％的量将均如本文所述的比较例组合物1B和1C及本发明组合物1I-1K混合成淀粉溶液。为避免形成团块，在韦林氏搅切机的混合杯中将淀粉加到水中，同时在低速下混合20秒。然后使用Viscograph-E评价淀粉溶液。在13重量％的水分含量下挤出的组合物1I-1K的糊化特性与比较例组合物1B和1C一道示于图2中。
用组合物1I-1K观察到了用组合物1D-1H观察到的类似趋势。特别地，如本文所述在挤出机中制备预糊化部分水解淀粉的方法成功地降低了组合物1I-1K的粘度。
随着明矾从1重量％增至3重量％，初始粘度从75BU减小至14BU，同时分子量也减小。组合物1I-1K的初始粘度和在93℃下的粘度减小到跟组合物1B和1C的那些一样低。
另外，图2中所示组合物1I-1K的结果证实，挤出过程中可取得最佳的酸改性。在70℃至90℃之间未观察到粘度峰，表明组合物1I-1K完全糊化。
此外，这些结果显示，在较低的水分含量下可比在较高的水分含量下取得给定酸水平下较多的淀粉水解，因为使用相同的酸水平，在低的水分含量下有更多的机械能并因此有更多的淀粉降解，使得淀粉变得更小。
实例3
本实例示意含组合物1A(比较例)、1D-1I和1K-1L的石膏浆料的流动性。使用坍落度试验评价组合物的流动性，坍落度试验是本领域普通技术人员所了解的。
在为试验的准备中，用组合物1A(比较例)、1D-1I和1K-1L中的每一者以2重量％的量和下表6中罗列的参数使用100的水-灰泥比率(WSR)制备浆料。
表6
成分 重量(g)
灰泥 400
耐热促进剂 4
淀粉 8
三偏磷酸钠10％溶液 8
分散剂 2
缓凝剂1％溶液 20
拌合用定量水 357
PFM-33泡沫(0.5％溶液) 25
向包含纯度超过95％的灰泥和耐热促进剂的干混料中称取淀粉。向Hobart混合器的混合碗中称取水、三偏磷酸钠(10重量％溶液)、分散剂和缓凝剂。将干混料倒入可以N505-夸脱混合器得自Hobart(Troy，OH)的混合器的混合碗中，浸泡10秒，并在速度II下混合30秒。对于泡沫制备，形成PFM-33皂(可得自SpecialtyChemicals，Ambler，PA)的0.5％溶液，并然后与空气混合以制成空气泡沫。使用泡沫发生器将该空气泡沫加到浆料。
然后将每一浆料投入直径为4.92cm(1.95英寸)、高为10cm(3.94英寸)的圆筒中。然后将圆筒提起，让浆料自由流动。然后测量形成的坍落的直径以示意浆料的流动性并记录在下表7中。表8也包括至50％水合试验的时间结果，这将在下文更详细地说明。
表7
如自表7可观察到，用组合物1D-1I和1K制备的浆料显示出比用组合物1A(比较例)制备的浆料大的坍落尺寸。它们也比组合物1A(比较例)凝固得快，表明含组合物1D-1I和1K的浆料比含组合物1A的浆料具有更好的流动性。
另外，出于比较当浆料在相同的速率下凝固时的坍落尺寸的目的，对浆料测量至50％水合的时间。使用软件测量浆料的温度曲线，这是本领域普通技术人员应了解的。
进行此附加试验是为了确认坍落度试验是正确的，尤其是示意用包含根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的浆料观察到的大坍落由与组合物1A(比较例)相比改进的流动性引起，不减慢水合。
用2重量％的明矾和0.3重量％的酒石酸制备的组合物1H有效地水解淀粉至低粘度并且对水合速率影响较小，因为酒石酸和明矾对水合速率具有相反的作用。
图3为绘制温度对时间的图，示出了升温凝固(TRS)水合速率。分别具有0.05％和0.0625％的缓凝剂的组合物1F比组合物1A(比较例)水合更快或在与组合物1A(比较例)相同的速率下水合。
如图3中可见，具有0.0625重量％的缓凝剂的组合物1L具有与组合物1A(比较例)相同的水合速率。具有0.065重量％的缓凝剂的组合物1L的坍落尺寸为18.415cm(71/4英寸)，比组合物1A大得多。
此结果表明，用包含根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉的浆料观察到的较大坍落尺寸归因于高的流动性而不是较慢的凝固。此外，根据本发明的实施例制备的预糊化部分水解淀粉将允许墙板使用较少的水而不牺牲流动性。
实例4
本实例示意用含组合物1A(比较例)、1D-1I和1K的浆料制备的石膏盘的强度。使用本文所述的压缩强度试验评价强度。
在为试验的准备中，用组合物1A(比较例)、1D-1I和1K-1L中的每一者以2重量％的量和上表4中罗列的参数制备浆料。
使用100的水-灰泥比率(WSR)和空气泡沫来制备最终密度为29pcf的石膏盘。向包含灰泥和耐热促进剂的干混料中称取淀粉。向Hobart混合器的混合碗中称取水、三偏磷酸钠10％溶液、分散剂和缓凝剂。将干混料倒入可以N505-夸脱混合器得自Hobart(Troy，OH)的混合器的混合碗中，浸泡10秒，并在速度II下混合30秒。对于泡沫制备，形成PFM-33皂(可得自SpecialtyChemicals，Ambler，PA)的0.5％溶液，并然后与空气混合以制成空气泡沫。使用泡沫发生器将该空气泡沫加到浆料。泡沫发生器在足以获得29pcf的所需板密度的速率下运行。在加入泡沫后，立即将浆料倒至略高于模具顶端的点处。石膏一凝固即刮去多余的量。模具已喷射脱模剂(WD-40TM)。该盘具有10.16cm(4英寸)的直径和1.27cm(0.5英寸)的厚度。
在盘已硬化后，从模具中取出盘，并然后于110°F(43℃)下干燥48小时。在从烘箱中取出后，让盘于室温下冷却1小时。使用可以SATECTME/MSystems自MTSSystemsCorporation(EdenPrairie，Minnesota)商购获得的材料测试系统测量压缩强度。在0.04英寸/分钟的速度(介于15至40psi/s的恒定速率)下连续且无震动地施加载荷。结果示于下表8中。
表8
如表8中可见，含组合物1D-1I和1K的泡沫盘具有与含组合物1A(比较例)的泡沫盘相当的压缩强度，表明预糊化部分水解淀粉可减少水需求而不牺牲其强度增强性质。盘样品的期望压缩强度为大约400psi。需要该强度以便可妥善地操纵板而不散架。
在描述本发明的上下文中(尤其是在附随的权利要求的上下文中)术语“一个”、“一种”、“该/所述”和“至少之一”及类似指涉语(例如，关于酸、原料淀粉或者其它组分或项目)的使用应理解为涵盖单数和复数二者，本文中另有指出或上下文明显矛盾除外。一个或多个项目的列表后术语“至少之一”的使用(例如，“A和B中至少之一”)应理解为指选自所列项目中的一个项目(A或B)或所列项目中两者或更多者的任何组合(A和B)，本文中另有指出或上下文明显矛盾除外。术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应理解为开放式术语(即，意思是“包括但不限于”)，另有指出除外。本文中值的范围的述及仅意在充当一个一个单独地提及落在范围内的每一个单独的值的速记法，本文中另有指出除外，并且每一个单独的值引入本说明书中就好像本文中一个一个单独地述及一样。本文中描述的所有方法均可以任何合适的顺序来执行，本文中另有指出或上下文明显矛盾除外。本文提供的任何和所有例子或示例性语言(例如，“如”)的使用仅意在更好地示意本发明而不构成对本发明的范围的限制，另有要求除外。说明书中任何语言均不应理解为暗示任何未要求的要素对于本发明的实施是必不可少的。
本文描述了本发明的优选实施例，包括本发明人已知的用于实施本发明的最佳方式。阅读前面的描述后，这些优选实施例的变体对于本领域普通技术人员来说可能变得显而易见。本发明人预计技术人员会视情况采用此类变型，并且本发明人意在本发明还以除本文明确描述的那些之外的方式实施。相应地，本发明包括适用法律所允许的其附随的权利要求书中述及的主题的所有变型和等价物。此外，本发明涵盖在其所有可能的变体中上述要素的任何组合，本文中另有指出或上下文明显矛盾除外。

Claims (10)

1.一种制备预糊化部分水解淀粉的方法，所述方法包括：
(a)混合至少水、非预糊化淀粉和基本上避免螯合钙离子的弱酸来制备水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体；
(b)向挤出机中进给所述湿淀粉前体；和
(c)在所述挤出机中于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的模头温度下预糊化并酸改性所述湿淀粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基本上避免螯合钙离子的弱酸包括明矾。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中向在制备所述湿淀粉前体的混合中引入酒石酸。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述方法不包括针对所述预糊化酸改性淀粉的纯化和中和步骤。
5.一种制备预糊化部分水解淀粉的方法，所述方法包括：
(a)混合至少水、非预糊化淀粉和强酸来制备水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体，其中所述强酸的量为所述淀粉的重量的约0.05重量％或更少；
(b)向挤出机中进给所述湿淀粉前体；和
(c)在所述挤出机中于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的模头温度下预糊化并酸改性所述湿淀粉。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述强酸具有约-1.7或更低的pKa。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述强酸为硫酸、硝酸、盐酸或它们的任何组合。
8.一种制造板的方法，所述方法包括：
(a)通过以下形成预糊化部分水解淀粉：(i)混合至少水、非预糊化淀粉和酸来形成水分含量为约8重量％至约25重量％的湿淀粉前体，所述酸选自：
(1)基本上避免螯合钙离子的弱酸，
(2)量为所述淀粉的重量的约0.05重量％或更少的强酸，或
(3)它们的任何组合；
(ii)向挤出机中进给所述湿淀粉前体；和(iii)在模头处于约150℃(约300°F)至约210℃(约410°F)的温度下的所述挤出机中预糊化并酸改性所述湿淀粉；
(b)混合所述预糊化部分水解淀粉与至少水和灰泥来形成浆料；
(c)设置所述浆料于第一覆盖片材和第二覆盖片材之间以形成湿组件；
(d)将所述湿组件切割成板；和
(e)干燥所述板。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述浆料还包含三偏磷酸钠。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中为使所述浆料流动性保持在与不含所述预糊化部分水解淀粉时将具有的相同水平而需要添加的水的量低于使用根据不同的方法制备的预糊化部分水解淀粉时需要的水的量的增大。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111138152A (zh) * 2020-01-03 2020-05-12 肇庆北新建材有限公司 一种防水石膏板板芯及其制备方法和防水石膏板
CN113668797A (zh) * 2021-08-06 2021-11-19 平邑北新建材有限公司 一种纸面石膏板及其制备方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10399899B2 (en) 2012-10-23 2019-09-03 United States Gypsum Company Pregelatinized starch with mid-range viscosity, and product, slurry and methods related thereto
US9828441B2 (en) 2012-10-23 2017-11-28 United States Gypsum Company Method of preparing pregelatinized, partially hydrolyzed starch and related methods and products
US9540810B2 (en) 2012-10-23 2017-01-10 United States Gypsum Company Pregelatinized starch with mid-range viscosity, and product, slurry and methods related thereto
US10309771B2 (en) 2015-06-11 2019-06-04 United States Gypsum Company System and method for determining facer surface smoothness
US20170362124A1 (en) * 2016-06-17 2017-12-21 United States Gypsum Company Gypsum wallboard and related methods and slurries
US10919808B2 (en) 2017-07-18 2021-02-16 United States Gypsum Company Gypsum composition comprising uncooked starch having mid-range viscosity, and methods and products related thereto
US11008257B2 (en) * 2017-07-18 2021-05-18 United States Gypsum Company Gypsum composition comprising uncooked starch having mid-range viscosity, and methods and products related thereto
US11787739B2 (en) 2019-11-22 2023-10-17 United States Gypsum Company Flour binder for gypsum board, and related methods, product, and slurries

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1008042A (en) * 1962-11-27 1965-10-22 Corn Products Co Process for modifying a carbohydrate material
CN1425028A (zh) * 2000-04-18 2003-06-18 马铃薯及衍生产品合作销售生产阿韦贝公司 淀粉的挤出
CN101203345A (zh) * 2005-06-09 2008-06-18 美国石膏公司 高淀粉轻质石膏墙板

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3573947A (en) 1968-08-19 1971-04-06 United States Gypsum Co Accelerator for gypsum plaster
US4239716A (en) 1977-05-30 1980-12-16 Nippon Hardboard Co. Ltd. Gypsum moldings as building materials and methods manufacturing the said gypsum moldings
US4138271A (en) * 1977-10-14 1979-02-06 Ajinomoto Co., Inc. Process for preparing caramel
FR2444080A1 (fr) * 1978-12-11 1980-07-11 Roquette Freres Hydrolysat d'amidon hydrogene non cariogene pour la confiserie et procede de preparation de cet hydrolysat
DE2919311B1 (de) 1979-05-14 1980-09-18 Gert Prof Dr-Ing Habil Kossatz Verfahren zum Herstellen von Gipsbauteilen,insbesondere Gipsplatten
US4392896A (en) 1982-01-18 1983-07-12 Sakakibara Sangyo Kabushiki Kaisha Method of producing a gypsum plaster board
CH658663A5 (fr) * 1984-02-01 1986-11-28 Nestle Sa Procede de preparation d'un amidon dispersible dans l'eau bouillante.
US4645548A (en) 1984-02-14 1987-02-24 Onoda Cement Co Ltd Process for producing non-combustible gypsum board and non-combustible laminated gypsum board
JPH0813843B2 (ja) * 1987-03-09 1996-02-14 三和商事株式会社 加工澱粉の製造法
JPH01287101A (ja) * 1988-05-13 1989-11-17 Nippon Shokuhin Kako Co Ltd 澱紛化工品の製造法
US5435851A (en) * 1988-09-12 1995-07-25 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Continuous coupled jet-cooking/spray-drying process and novel pregelatinized high amylose starches and gums prepared thereby
JP3376429B2 (ja) 1988-11-18 2003-02-10 ユナイテツド ステイツ ジプサム カンパニー 複合ボードの製造法
US5252271A (en) * 1991-10-22 1993-10-12 Bio-Products International Biodegradable packaging foam and method of preparation
CA2158820C (en) 1994-09-23 2004-11-23 Steven W. Sucech Producing foamed gypsum board
RU2113490C1 (ru) * 1995-06-01 1998-06-20 Сибирский государственный технологический университет Способ гидролиза растительного сырья
US5683635A (en) 1995-12-22 1997-11-04 United States Gypsum Company Method for preparing uniformly foamed gypsum product with less foam agitation
US6017388A (en) * 1996-01-16 2000-01-25 Opta Food Ingredients, Inc. Starch-emulsifier composition and methods of making
US5817262A (en) 1996-12-20 1998-10-06 United States Gypsum Company Process of producing gypsum wood fiber product having improved water resistance
US6342284B1 (en) 1997-08-21 2002-01-29 United States Gysum Company Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it
US6632550B1 (en) 1997-08-21 2003-10-14 United States Gypsum Company Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it
US7595015B1 (en) * 2000-05-25 2009-09-29 Grain Processing Corporation Cold-water soluble extruded starch product
US6409825B1 (en) 2000-11-22 2002-06-25 United States Gypsum Company Wet gypsum accelerator and methods, composition, and product relating thereto
US6494609B1 (en) 2001-07-16 2002-12-17 United States Gypsum Company Slurry mixer outlet
US6822033B2 (en) 2001-11-19 2004-11-23 United States Gypsum Company Compositions and methods for treating set gypsum
US6815049B2 (en) 2001-12-11 2004-11-09 United States Gypsum Company Gypsum-containing composition having enhanced resistance to permanent deformation
EP1476556A2 (en) * 2002-02-14 2004-11-17 Novozymes A/S Process for producing starch hydrolysate
US6893752B2 (en) * 2002-06-28 2005-05-17 United States Gypsum Company Mold-resistant gypsum panel and method of making same
US7522955B2 (en) 2003-10-03 2009-04-21 Michael Rontal Method and apparatus for the ultrasonic cleaning of biofilm coated surfaces
US20070055058A1 (en) * 2003-11-13 2007-03-08 Cerestar Holding B.V. Method for modifying starch or starch derivatives
US9840066B2 (en) 2005-06-09 2017-12-12 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US20060278132A1 (en) * 2005-06-09 2006-12-14 United States Gypsum Company Method of improving dispersant efficacy in making gypsum products
UA91856C2 (ru) * 2005-06-09 2010-09-10 Юнайтед Стейтс Джипсум Компани Суспензия для изготовления гипсовых изделий, гипсовый обшивочный лист и способ его изготовления
US9802866B2 (en) 2005-06-09 2017-10-31 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US8088218B2 (en) * 2005-06-14 2012-01-03 United States Gypsum Company Foamed slurry and building panel made therefrom
US7413603B2 (en) 2005-08-30 2008-08-19 United States Gypsum Company Fiberboard with improved water resistance
US7364676B2 (en) 2005-09-01 2008-04-29 United States Gypsum Company Slurry spreader for cementitious board production
US8070895B2 (en) 2007-02-12 2011-12-06 United States Gypsum Company Water resistant cementitious article and method for preparing same
US20100075167A1 (en) * 2008-09-24 2010-03-25 Georgia-Pacific Gypsum Llc Compositions for the manufacture of gypsum boards, methods of manufacture thereof, and gypsum boards formed therefrom
US8329308B2 (en) 2009-03-31 2012-12-11 United States Gypsum Company Cementitious article and method for preparing the same
CN101891829B (zh) * 2010-07-08 2012-07-04 广西大学 一种酸解变性淀粉及其制备方法
EP2658695B1 (en) 2010-12-30 2018-06-13 United States Gypsum Company Slurry distributor, system and method for using same
RU2599396C2 (ru) 2010-12-30 2016-10-10 Юнайтед Стэйтс Джипсум Компани Распределительная система для суспензии и способ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1008042A (en) * 1962-11-27 1965-10-22 Corn Products Co Process for modifying a carbohydrate material
CN1425028A (zh) * 2000-04-18 2003-06-18 马铃薯及衍生产品合作销售生产阿韦贝公司 淀粉的挤出
CN101203345A (zh) * 2005-06-09 2008-06-18 美国石膏公司 高淀粉轻质石膏墙板

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111138152A (zh) * 2020-01-03 2020-05-12 肇庆北新建材有限公司 一种防水石膏板板芯及其制备方法和防水石膏板
CN111138152B (zh) * 2020-01-03 2022-02-22 肇庆北新建材有限公司 一种防水石膏板板芯及其制备方法和防水石膏板
CN113668797A (zh) * 2021-08-06 2021-11-19 平邑北新建材有限公司 一种纸面石膏板及其制备方法

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