1、玻璃纤维2023 年 第 2 期 23工艺研究中图法分类号：TQ171.77+7.7 文献标识码：A玻璃纤维包装中圆角纸护角的研究与应用黄 庆，杨 鹏，年夫彪，龚 里，王 庆，沈海良，金彬彬（巨石集团有限公司，桐乡314500）摘 要：研究了传统工艺和新工艺圆角纸护角的抗压、抗弯强度，及其在玻璃纤维包装中的应用，推荐一种更实用的纸护角。使用卷管开片传统工艺和圆压圆新工艺制作相近含水率、外形结构和尺寸的两种样品，并对样品进行抗压、抗弯测试。测试结果表明新工艺圆角纸护角抗压、抗弯性能更好，其加工工艺利用了原纸纵向环压指数高的优点，同时减少加工中的切割，其成品外观更美观，生产效率更高，成本更低，其更
2、适合于玻璃纤维的包装。关键词：玻璃纤维；包装；圆角；纸护角ResearchandApplicationofRoundedPaperAngleBeadinGlassFiberPackagingHuangQing,YangPeng,NianFubiao,GongLi,WangQing,ShenHailiang,JinBinbin(JushiGroupCo.,Ltd.,Tongxiang314500)Abstract:The compressive and flexural strength of rounded paper angle beads made by traditional and n
3、ew technologies and their application in fiberglass packaging were studied,and a more practical paper angle bead was recommended.Two kinds of samples with similar moisture content,shape and size were made by the traditional process of pipe rolling and slitting and the new process of round pressing,a
4、nd the samples were tested for compression and bending resistance.The results have shown that the rounded paper angle bead made by the new process has better compression and bending resistance.Its processing technology takes advantage of the high longitudinal ring pressure index of the base paper,an
5、d reduces the cutting operation during processing.The finished product has more beautiful appearance,higher production efficiency,and lower cost.It is more suitable for fiberglass packaging.Key words:glass fiber;packaging;rounded corner;paper angle bead0 前言在玻璃纤维包装中，通常会使用蜂窝纸板、瓦楞天地盖、瓦楞箱围、纸管、纸护角、缠绕膜、打包
6、带、托盘等包装材料进行整托包装（如图1所示），而国内涉及玻璃纤维包装方面的研究还很少1-3。直接纱和合股纱玻璃纤维纱团完成整托包装后，需要经过运输、周转、多托叠放等多个环节，在运输环节四个角的纱团最容易受到横向碰撞，多托叠放环节整托纱团的中部和两侧（该位置为上一托纱团用托盘底板位置）受到上一托纱团的重力作用最大。收稿日期：2022-09-08修回日期：2022-12-16作者简介：黄庆（1976），工程师。主要从事玻璃纤维配套包材和工艺附件的研究与开发工作。黄庆，等：玻璃纤维包装中圆角纸护角的研究与应用DOI:10.13354/32-1129/tq.2023.02.007玻璃纤维2023 年
7、第 2 期 24工艺研究为减小运输环节四角碰撞对纱团的破坏，以及上一托纱团自重对下一托纱团的压力，整托包装中四个角使用的圆角护角的横向抗弯和纵向抗压能力显得尤为重要。本文从玻璃纤维行业实际使用出发，通过对传统的卷管开片工艺和新的圆压工艺圆角护角抗压、抗弯强度，工艺、外观、生产效率、成品成本对比分析，希望对圆角纸护角在玻纤行业的应用选择以及包装材料的降本、提质提供参考。图1 玻纤纱整托包装示意图蜂窝纸板瓦楞天盖瓦楞箱围纸护角打包带托盘瓦楞地盖纸管缠绕膜1 实验部分1.1 原材料含水率8%，厚度8 mm，内弧半径150 mm，长度300 mm，弧长为整圆1/4的传统工艺圆角纸护角（以卷管、开片工艺
8、加工的护角）50片，如图2所示；新工艺圆角纸护角（圆压工艺加工的护角）50片，如图3所示。图2 传统工艺圆角纸护角图3 新工艺圆角纸护角1.2 设备与仪器DCP-KY50k型抗压试验机（四川长江造纸仪器），测试抗压抗弯强度，如图4所示，测试高度1000 mm，最大压力50 kN，测量精度1 N，抗弯专用测试模具如图5所示，支架间距200 mm。图4 抗压试验机图5 抗弯测试模具黄庆，等：玻璃纤维包装中圆角纸护角的研究与应用玻璃纤维2023 年 第 2 期 25工艺研究黄庆，等：玻璃纤维包装中圆角纸护角的研究与应用1.3 测试方法测试分抗压强度和和抗弯强度测试4-5。抗压强度测试方法为，将圆角纸
9、护角竖向放置在抗压试验机平板台居中位置，活动板以（102）mm/min压缩试样直至压溃，记录压溃时抗压最大力（N），取50件样品的平均值；抗弯强度测试，将圆角纸护角平放在抗弯专用测试模具上，加载模具以（10010）mm/min速度对样品施加力，记录护角被压溃时的最大力（N），取50件样品的平均值。2 结果与分析2.1 测试结果对比对传统工艺圆角纸护角和新工艺圆角纸护角进行室温环境的抗压和抗弯强度测试，结果如表1，从对比数据可见，在圆角纸护角含水率、厚度、重量相近的情况，新工艺圆角纸护角抗压强度比传统工艺圆角纸护角高81.05%；新工艺圆角纸护角抗弯强度比传统工艺圆角纸护角高39.89%，新工艺
10、圆角纸护角的两个力学性能优势明显。表1 抗压、抗弯强度对比类别抗压强度/kN抗弯强度/kN含水率/%厚度/mm质量/kgm-1传统工艺圆角纸护角10.13 3.56 8.36 8.20 1.48 新工艺圆角纸护角18.34 4.98 8.35 8.02 1.45 注：传统工艺圆角纸护角与新工艺圆角纸护角的抗压强度、抗弯强度、含水率、厚度、质量对比分别为：81.05%、39.89%、-0.12%、-2.20%、-2.03%2.2 测试结果分析2.2.1 圆角纸护角加工工艺分析 圆角纸护角的强度主要受原纸、胶水、工艺、含水率、材料厚度的影响。上述测试结果，两种护角加工所用原纸、胶水一致，含水率、材
11、料厚度、质量相近，主要区别为加工工艺不同。传统工艺圆角纸护角由纸带经过涂胶、卷管、裁切、烘干、开片、清理纸屑等工序（如图6所示）加工而成，纸带在圆角纸护角上呈螺旋状，纸带内的纤维方向也是呈螺旋状分布。新工艺圆角纸护角由纸带经过涂胶、圆压、裁切、烘干等工序（如图7所示）加工而成，纸带在圆角纸护角上呈横向排列，纸带内纤维方向呈单向分布。图6 传统工艺圆角纸护角工艺流程纸带涂胶卷管裁切纸管烘干清理纸屑开片圆角纸护角图7 新工艺圆角纸护角工艺流程涂胶纸带圆压圆角纸护角裁切+烘干玻璃纤维2023 年 第 2 期 26工艺研究2.2.2 原纸环压指数分析对原纸3个不同方向环压指数进行受力分 析6-10，测
12、试结果如表2，纵向环压（如图8所示）指数最高，斜向环压（如图9所示）指数次之，横向环压（如图10所示）指数最低。其中纵向环压纤维方向和新工艺护角竖放的纤维方向一致，斜向环压纤维方向和传统工艺护角竖放的纤维方向一致。由此可得出结论：新工艺圆角护角力学性能优于传统工艺圆角护角与其所用原纸的纤维方向的排布有密切关系。图8 原纸纵向环压图9 原纸斜向环压图10 原纸横向环压表2 纱管原纸环压指数环压指数N m/g纵向斜向横向14.9912.7410.672.3 圆角纸护角外观分析传统工艺护角两个端面和两个侧面均为切割面（如图11所示），其中侧面纸屑较多，较为毛糙，需要人工清理纸屑；新工艺护角两侧使用原
13、纸包边对两侧切割面进行覆盖，只有两个端面切割面（如图12所示）裸露在外，端面基本无纸屑。同时传统工艺圆护角经过开片后，每片纸带的长度和宽度明显短于新工艺圆角纸护角每片纸带的长度和宽度，这不仅影响到护角的力学性能，也影响护角的 美观性。图11 传统工艺圆角纸护角切割面切割面纸带图12 新工艺圆角纸护角切割面纸带包边切割面2.4 圆角纸护角生产效率分析传统工艺圆角纸护角生产卷管需要3人，开片需要2人，人均效率为1100米/（人班）；新工艺圆角 护角生产只需要2人，人均效率4500米/（人班），生产效率提升309%。黄庆，等：玻璃纤维包装中圆角纸护角的研究与应用玻璃纤维2023 年 第 2 期 27
14、工艺研究黄庆，等：玻璃纤维包装中圆角纸护角的研究与应用2.5 圆角纸护角成本分析本测试所用的两种圆角纸护角加工的原纸和胶水种类和重量均一致，成本无差异，新工艺生产效率更高，在人工成本上更低，其他各项成本基本一致，故相同规格的新工艺圆角纸护角成本更低。3 结论通过对传统工艺和新工艺圆角护角抗压、抗弯强度的测试，以及工艺、原纸、外观、生产效率、成本对比分析，发现新工艺圆角护角抗压、抗弯性能更好，其工艺利用了原纸纵向环好的特点，其成品外观更美观，生产效率更高，成本更低。在玻纤行业的防护包装使用上，是一种极佳的选择，同时可利用新工艺强度高的特点，减少原材料的使用量，达到降本的目的，具有较好的推广应用价
15、值。参考文献：1张志坚，宋长久，章建忠，等.玻璃纤维直接纱包装材料的研究与应用.玻璃纤维，2020（4）：39-42.2杜学勤.玻璃纤维布卷装形式在降低成本中的作用J.玻璃纤维，2019（3）：36-39.3祖志德，刘楷斌，唐志赳.热收缩机在玻璃纤维产品包装中的应用 J.玻璃纤维，2011（1）：33-35.4韩春阳，马步庄，富瑶.纸护角抗压性能研究 J.包装工程，2009（4）：21-23.5郭素梅.L型纸护角纵向抗压和横向抗弯检测方法 J.上海包装，2020（3）：34-35.6吴春晶，强杨健，侯贺伟，等.不同原料纤维对纸页环压强度的影响 J.江苏造纸，2021（1）：16-18.7余慧忠
16、，付建生，袁世炬.瓦楞原纸环压强度的研究 J.黑龙江造纸，2015（3）：1-6.8张映霞，徐雪萌.瓦楞原纸环压强度测量不确定度评定J.包装工程，2015（19）：73-75.9李树俭.提高瓦楞原纸环压强度的探讨 J.中国造纸，2009（4）：73-74.10吴文慧.关于瓦楞原纸环压强度提高途径的探讨 J.华东纸业，2016（3）：10-12.（上接第 22 页）参考文献：1苏峰，于洋，于柏峰.真空辅助树脂灌注工艺的创新性改进J.纤维复合材料，2010，3（01）：18.2C.D.拉德，A.C.朗，K.N.肯德尔.复合材料液体模塑成型技术M.化学工业出版社，2004.3徐立波.VARI工艺影响因素简析 J.轻工科技，2015，31（06）：28-29.4张婷，贺辛亥，郭志昂，等.真空灌注成型条件及应用研究J.上海纺织科技，2019，47（04）：43-45+59.5王俊成.真空导入工艺应用研究进展 J.科技风，2017（25）：11-12.6张连旺，包建文，钟翔屿.VARI工艺用海因环氧树脂性能研究 J.玻璃钢/复合材料，2014（03）：23-26.7张曼曼，李炜.真空辅助成型用不饱
