纱管纸吸水性对纸管生产吸胶性能的影响

年夫彪，龚里

巨石集团有限公司，桐乡314500

摘  要

随着我国经济的快速发展，纸管在日用品、工业品等领域的需要量越来越大，纸管生产一般需要用到纱管纸和纸管胶，纸管生产时纱管纸与纱管纸之间的粘合效果决定了产品的强度，纱管纸的吸胶性决定了粘合效果。纱管纸吸水率与吸胶性呈正相关关系，且吸胶性越高纱管纸粘合效果越好，对应纸管强度越高。生产纸管选择纱管纸时，吸水率为重要指标之一。

关键词：纸管，纱管纸，纸管胶，吸水率，吸胶性，压溃力

1.绪论

1.1纸管

1.1.1纱管纸简介

纱管纸是化纤、玻纤行业中纸管厂使用的工业技术用纸，可以用来制作工业管、地膜管、花炮管、纺织管、螺旋管、宝塔管、平行管、各种纸护角。现有技术中的纱管纸生产企业为了节约成本，大都采用废旧纸张作为原料进行加工制造而成，生产过程中会加入抗水剂，使其具备抗油、抗水的特点，抗水剂的加入剂量会影响纱管纸的吸水率。

1.1.2纸管胶简介

纸管用胶粘剂俗称纸管胶、纸筒胶等，是制作各种纸管、纸桶、纸罐及相关纸制品的一种专用胶粘剂。传统常用的纸管胶主要有明胶、糊化淀粉、聚乙烯醇缩甲醛液胶粘剂、聚醋酸乙烯乳液(白乳胶)、PVA溶液等。

1.1.3纸管的生产工艺

纸管生产一般采用纱管纸做为主要原料，根据生产工艺配比纱管纸使用层数，每层纱管纸通过纸管胶粘合，使用螺旋卷管机（如图1）挤压卷绕成型。纱管纸上胶一般采用胶水喷淋、侵泡、刮胶的方式，因生产速度较快，上胶时间均较短，短时间内纱管纸吸胶性能对纸管上胶效果起到关键性作用。

图1螺旋卷管机

1.2纱管纸吸胶性的研究意义

随着经济的快速发展，纸管在日用品、工业品等领域的需要量越来越大，纸管的用途不同对应的质量要求不同，如何选择高性价比、实用性较强的纱管纸，如何低成本地制造纸管满足客户要求，以成为市场竞争的需要，它具有很强的现实意义。

1.3 本文的主要研究内容

首先，选择三种同一等级纱管纸A、B、C，对纱管纸A、B、C各自抽样检测其吸水率、边压强度、耐破强度、层间结合力。同时选择两种生产纸管用的纸管胶a、b，对纸管胶a、b各自抽样检测粘度、固含量和PH值。抽取A、B、C三种纱管纸分别在清水和a、b两种胶水内侵泡5秒钟，然后采用金申刮刀刮去纱管纸表面胶水，然后烘干，称量纱管纸前后重量的变化，可算出吸胶量。另外，以A、B、C三种纱管纸与a、b两种纸管胶为原料，通过原料控制变量，采用涂胶、刮胶、卷绕、切割工艺生产纸管，检测各种纸管强度。根据检测数据可测算出纱管纸吸水率对吸胶性的影响。

2.实验

2.1 实验原材料

2.1.1纱管纸

根据市场常用纱管纸种类，我们选择含水率、定量值、耐破指数、环压指数和层间结合力相当，吸水率不一的A、B、C三种纱管纸，其检测数据如表2.1.1：

表2.1.1：A、B、C纱管纸检测数据

样品序号	含水率	定量值 g/㎡	耐破指数 Kap.㎡/g	环压指数 N.m/g	层间结合强度 J/㎡	吸水率 g/C㎡
A	8.0%	426.1	1.55	14.8	373.7	396.47
B	8.1%	425.2	1.54	14.9	400.2	353.2
C	8.0%	424.3	1.59	15.1	389.4	378.6

说明：样品A吸水率＞样品C＞样品B。

2.1.2纸管胶

根据市场常用纸管胶，选择固含量、年度、PH值相当的a、b两种纸管胶水，其检测数据如表2.1.2：

表2.1.2：a、b纸管胶水检测数据

样品序号	固含量 %	粘度(23℃) mpa.s	PH值
a	18.3	1375	4.1
b	17.2	1348	3.9

说明：样品a固含量高于样品b。

2.2检测设备

设备

所需设备见表2.2.1。

表2.2.1 实验设备一览表

设备名称	生产厂家	规格
电子天平	北京赛多利斯仪器系统有限公司	AP-7010
秒表	广州市奥匹体育用品有限公司	DF-4型200目
恒温干燥箱	BINDER	FD260
纸管平压强度检测仪	杭州品享科技有限公司	PN-CT500

2.3 实验样品制作

2.3.1 使用A、B、C三种纱管纸切割36张10cm*10cm的样品，取其18张样品检测其吸水率。取其另外18张样品分别在a、b两种胶水中侵泡5秒钟。然后采用金属刮刀将其表面残留胶水刮落。并在烘箱内将其烘干，得出以下18种样品如表2.3.1

表2.3.1 纱管纸侵泡胶水样品

纱管纸	吸水性 g/㎡	侵泡前重量（g）	纸管胶	样品编号
A1	396.5	4.259	a	1-1
A2	395.2	4.249	a	1-2
A3	393.9	4.237	a	1-3
A4	394.5	4.246	b	1-4
A5	392.9	4.258	b	1-5
A6	396.1	4.239	b	1-6
B1	352.6	4.252	a	1-7
B2	356.8	4.253	a	1-8
B3	361.8	4.256	a	1-9
B4	354.5	4.259	b	1-10
B5	349.9	4.25	b	1-11
B6	351.3	4.249	b	1-12
C1	378.9	4.248	a	1-13
C2	378.2	4.246	a	1-14
C3	391.3	4.243	a	1-15
C4	377.8	4.244	b	1-16
C5	376.5	4.249	b	1-17
C6	378.6	4.238	b	1-18

2.3.2使用A、B、C三种纱管纸分别搭配a、b两种胶水通过螺旋卷管机生产出纸管内径*壁厚*长度=76.5*5*100（cm）的三英寸工业纸管，并得到以下18个样品。如表2.3.2

表2.3.2 纸管样品

纱管纸	纸管胶	纸管样品
A	a	2-1
		2-2
		2-3
A	b	2-4
		2-5
		2-6
B	a	2-7
		2-8
		2-9
B	b	2-10
		2-11
		2-12
C	a	2-13
		2-14
		2-15
C	b	2-16
		2-17
		2-18

3 结果与分析

3.1吸胶性

纱管纸侵泡胶水烘干后通过天平称量出吸胶重量，并测算出吸胶性，如表3.1.1、图3.1.1所示：

表3.1.1纱管纸吸胶量

样品编号	纱管纸	吸水性 g/㎡	侵泡前重量（g）	纸管胶	烘干后重量 （g）	吸胶量 （g）	吸胶性 （g/㎡）
1-1	A1	396.5	4.259	a	6.471	2.212	221.2
1-2	A2	395.2	4.249	a	6.435	2.186	218.6
1-3	A3	393.9	4.237	a	6.373	2.137	213.7
1-4	A4	394.5	4.246	b	6.329	2.083	208.3
1-5	A5	392.9	4.258	b	6.280	2.022	202.2
1-6	A6	396.1	4.239	b	6.231	1.992	199.2
1-7	B1	352.6	4.252	a	5.915	1.663	166.3
1-8	B2	356.8	4.253	a	5.895	1.642	164.2
1-9	B3	361.8	4.256	a	5.840	1.584	158.4
1-10	B4	354.5	4.259	b	5.809	1.550	155.0
1-11	B5	349.9	4.25	b	5.771	1.521	152.1
1-12	B6	351.3	4.249	b	5.734	1.485	148.5
1-13	C1	378.9	4.248	a	5.511	1.263	126.3
1-14	C2	378.2	4.246	a	5.514	1.268	126.8
1-15	C3	391.3	4.243	a	5.602	1.359	135.9
1-16	C4	377.8	4.244	b	5.633	1.389	138.9
1-17	C5	376.5	4.249	b	5.678	1.429	142.9
1-18	C6	378.6	4.238	b	5.724	1.486	148.6

由表3.1.1可以看出纱管纸A在纸管胶a中吸胶量要略高于纸管胶b，纱管纸B在纸管胶a中吸胶量要略高于纸管胶b，纱管纸C在纸管胶a中吸胶量要略高于纸管胶b。其主要原因为纸管胶a固含量高于纸管胶b。纱管纸样品纱管纸A吸胶性＞纱管纸C＞纱管纸B，和纱管纸本身吸水性呈正相关关系。

图3.1.1纱管纸吸胶性和吸水率对比分析图

由图3.1.1可以看出，纱管纸样品纱管纸A吸胶性＞纱管纸C＞纱管纸B，纱管纸的吸胶性和纱管纸本身吸水率呈现正相关关系。

3.2纸管抗压强度

将2.3.2生产的18个样品纸管在同一环境中烘制到水分为12%，在纸管平压强度检测仪上检测其径向压溃力，如表3.2.1，图3.2.1所示。

表3.2.1纸管径向压溃力

纸管样品	纱管纸	吸水性 g/㎡	纸管胶	吸胶性 （g/㎡）	纸管径向压溃力（N）
2-1	A	396.5	a	221.2	785.2
2-2		395.2		218.6	765.9
2-3		393.9		213.7	795.2
2-4	A	394.5	b	208.3	756.2
2-5		392.9		202.2	749.2
2-6		396.1		199.2	748.6
2-7	B	352.6	a	166.3	683.2
2-8		356.8		164.2	665.3
2-9		361.8		158.4	669.8
2-10	B	354.5	b	155.0	659.3
2-11		349.9		152.1	661.2
2-12		351.3		148.5	658.6
2-13	C	378.9	a	126.3	733.1
2-14		378.2		126.8	723.6
2-15		391.3		135.9	732.5
2-16	C	377.8	b	138.9	711.3
2-17		376.5		142.9	708.6
2-18		378.6		148.6	701.8

图3.2.1纸管径向压溃力

由图3.2.1可以看出纱管纸A纸管强度＞纱管纸C纸管强度＞纱管纸B纸管强度，纸管径向压溃力强度大小和纱管纸吸胶性以及吸水率呈正相关关系，纱管纸吸水率越高对应吸胶性越高，吸胶性越高的纱管纸生产的纸管径向压溃力强度越高。

3.3 实验结果的分析

纱管纸A、B、C三种样品在a类纸管胶水中的吸胶量均略大于b类纸管胶水的吸胶量，其主要原因为a类胶水本身固含量略高于b类胶水，可忽略其影响。从实验数据可以发现吸水率A>C>B，对应吸胶性A>C>B，对应生产纸管强度也是A>C>B，可以通过数据分析得出纱管纸的吸胶性是纸管强度的影响因子，纱管纸吸胶性越高对应的纸管强度越高，且纱管纸的吸胶性取决于纱管纸本身的吸水率。故可分析出纱管纸的吸水率是纸管强度的影响因子，吸水率越高对应的强度越高。

4 结论

以含水率、定量值、耐破强度、边压强度相当，不同吸水率的三种纱管纸为纸管生产的主要原料，以两种纸管胶水为辅料，生产三英寸工业纸管。生产纸管时纱管纸与纱管纸之间的粘合效果决定了产品的强度，纱管纸的吸胶性决定了粘合效果。纱管纸吸水率与吸胶性呈正相关关系，吸胶性越高纱管纸粘合效果越好，对应纸管强度越高。工业纸管生产选择纱管纸种类时纱管纸吸水率为纸管强度的重要参考指标之一。

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