[发明专利]耐水性卷绕纸板管

说明书

技术领域

本发明涉及用于各种用途的卷绕纸板管，所述卷绕纸板管包括用于浇注混凝土柱的构造模板、用于片材卷的卷绕芯、包装体和用于加衬在将要装填炸药组合物的孔中的爆破管。

背景技术

如上所指出，卷绕纸板管用于多种用途。与诸如挤出塑料管、有缝金属管等可选择的管结构相比，纸板管的主要优势是纸板管的成本相对较低。至少当纸板材料在约6％～12％的正常水分含量水平时，纸板管还具有相对较高的强度与重量之比。然而，当常规的纸板管暴露于大量的水分中时，该纸板管可吸收大量水分，这大大减小了管件的强度。当将管件完全浸没在液态水中或以别的方式与液态水接触较长的时间时，水分引起的纸板管的降解问题最为严重。用常规方法制得的纸板管不能耐受住在水中完全浸没任何可观的时间而仍然保持完整。

由于这些原因，当管结构需要用于室外用途或管件可能暴露于雨中或高湿度水平中的其他应用时，不选择常规的纸板管。

在一些情况下，已将纸板管处理为具有耐水性以使管件至少能够耐受一些暴露于湿气的情况。例如，已知以树脂等耐水性涂层或诸如气相二氧化硅等无机材料的纳米颗粒涂层涂布纸板管的外表面。然而，除非将所有的表面都完全涂布，否则将管件浸没在水中仍可能导致吸水。这样的涂层也难以实现，特别是在管件的内表面上，并且通常需要在制备管件之后进行另外的涂布操作，从而增加管件形成的成本和复杂性。此外，表面涂层会被破坏，这会损害涂层的防潮性。

也已知从由高度施胶的纸板层和常规的PVA(聚乙烯醇)粘合剂制得的卷绕纸板管可形成混凝土柱构造模板。然而，所述粘合剂可溶于水，因此将管件长期在水中完全浸没会使管件在粘合剂溶解、纸板层变得彼此分离时崩解。

发明内容

本发明通过提供能耐受在高湿度条件下长期暴露而完全不丧失结构完整性的卷绕纸板管来满足上述需要并获得其他优势。

根据本发明的一个实施方式，提供一种在高湿度条件(甚至包括长期在液态水中完全浸没)下具有增强的耐破强度的卷绕纸板管，其包含多个纸板层，所述多个纸板层由包含纸料和有效量的施胶剂的纸浆形成，所述有效量是使所述多个纸板层与由包含同样的纸料但不包含所述施胶剂的纸浆所形成的纸板层相比在浸没在水中时的水分增加量(moistureadd-on)减少的有效量。所述多个纸板层围绕着所述管的轴逐层卷绕并以粘合剂粘合在一起，所述粘合剂包括聚乙烯基组合物，该聚乙烯基组合物含有用于引发该粘合剂交联的交联剂。

施胶剂可包括烯基琥珀酸酐(ASA)，或烷基烯酮二聚物(AKD)，或松香-明矾。虽然施胶剂的量也取决于所用的具体施胶剂，但相对于用于形成纸板层的纸浆的干重，施胶剂的存在量优选为约1磅/吨～约20磅/吨。例如，对于ASA，存在量为约10磅/吨～约15磅/吨较为有利，而对于AKD，存在量为约6磅/吨～约18磅/吨较为有利。采用松香时，松香的使用量可以是约1磅/吨～约8磅/吨，并添加足够的明矾以使纸浆的pH为约5.0～约6.0。

本发明的一个实施方式的纸板管在水温为约65°F的水中完全浸没一小时后的以壁厚归一化的内部耐破强度至少是浸没前所述管在平衡水分含量下的归一化内部耐破强度的三分之一。

本发明的一个实施方式的纸板管在水温为约65°F的水中完全浸没一小时后的水分含量小于约40％，更优选为小于约35％，进一步更优选为小于约30％。

根据本发明的另一个实施方式，用于浇注混凝土柱的构造模板的壁厚与直径的比为约0.0065～约0.02，更优选为约0.0065～0.015。直径可以为约6英寸～约60英寸。

本发明的再一个实施方式的卷绕芯包含多个纸板层，所述多个纸板层由包含纸料和有效量的施胶剂的纸浆形成，所述有效量是使所述多个纸板层与由包含同样的纸料但不包含所述施胶剂的纸浆所形成的纸板层相比在浸没在水中时的水分增加量减少的有效量；所述多个纸板层围绕着所述管的轴逐层卷绕并以粘合剂粘合在一起，所述粘合剂包括聚乙烯基组合物，该聚乙烯基组合物含有用于引发所述粘合剂交联的交联剂。

在本发明的另一个实施方式中，提供了一种用于加衬在岩石等中钻出的延伸孔内的爆破管，从而能将炸药装填在所述孔中用于爆破。在装入炸药之前确保孔保持敞开且没有碎石(例如，塌陷物)是很重要的。通常而言，在放入炸药之前将PVC管或涂布有耐水性涂层的螺旋卷绕管用于加衬该孔。根据本发明，如前所述，可提供经施胶并以含有用于引发粘合剂交联的交联剂的粘合剂粘合在一起的纸板层制成的卷绕纸板管作为可选择的爆破管。爆破管的长径比大于约30，优选为大于约40。所述管的壁厚与内径的比优选为约0.05～约0.10。