复合结构刮刀片制造技术

本发明专利技术提供一种复合结构刮刀片（１０），该复合结构刮刀片适用于造纸，特别适用于压光机。复合结构刮刀片包括多层复合材料（３２），其中大部分纤维排在与刮刀片长轴大致平行的方向。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及复合结构刮刀片。更具体地说，本专利技术涉及造纸时使用的复合结构刮刀片，例如在制造印刷用纸时压光机中使用的那些。在此使用的“压光机”这个术语及其变体，原本指压光纸张时使用的机器，包括独立的压光装置，如超级压光机及造纸机中的压光装置，该超级压光机例如机械压光机、光泽压光机及柔性钳口压光机。本专利技术还涉及压光机刮刀片使用方法。刮刀片广泛用于清除造纸机辊子表面的各种物质。就其本质而言，从辊子表面清除沾染物的过程可能对辊子表面、刮刀片本身或二者同时造成很大的磨损。纸中的各种成分，特别是涂层成分，容易产生研磨作用，因而容易磨损造纸机辊子的表面。普通刮刀片可由下列材料制成金属(如不锈钢、镍或青铜)；涂上合金或陶瓷材料的金属；塑料或“复合”材料，即纤维增强聚合材料。图1示出典型的造纸机外形，其中刮刀片2设置为抵靠在造纸机的例如压光辊子的辊子12的表面16上。刮刀片通常有一条45°的刃边14，如图1所示。一般来说，沿造纸机的纵向，即沿着垂直于造纸机辊子回转轴的方向，金属的刀片显示出高刚性，以及良好的耐磨性。在本领域中，造纸工艺过程的纵向被设定为纸幅通过造纸机的方向，见图1的箭头18。此等叶片易被腐蚀，而且会导致辊子的过量磨损。塑料刀片往往用在造纸机中的一些不适用金属刀片的位置。但塑料刀片有严重的缺点，因为它们刚性很低，而且容易在造纸工艺使用的典型温度下软化。复合结构刀片通常由很多层被浸渍树脂的纤维层组成，每层纤维是一编织结构，且一定比例的纤维设置在纵向，而其余纤维在横向，即与造纸辊子回转轴平行的方向。在技术上，横向被认为是纸幅行进路线的垂直方向，如图1的箭头20所示。虽然复合结构刀片往往比金属刀片磨损得快，但它对辊子表面的磨损较少。刀片使用寿命低往往被看成是缺点，而提高刀片的耐磨性被视作许多刮除作业所希望的。复合结构刮刀片的耐磨性在许多传统的压光作业中被视为是可以接受的，因为辊子磨损过多会对纸张最后性能有不利影响。复合结构刮刀片常常与生产线上的压光机一起使用，该压光机通常工作在相对高的挤压压力和高的辊子表面温度条件之下。这些工作条件会促使增加压光辊子表面上涂料颗粒以及沾染物的数量。如果压光辊子未被连续地刮除，则涂料颗粒和沾染物的积累将达到不可接受水平，直接影响到纸的成品性能，如纸的光泽度和平滑度。此外，颗粒与沾染物的磨耗作用容易损坏压光辊子表面，导致辊子表面永久的剥蚀。辊子表面的剥蚀往往有损于辊子外形，使辊子表面高低不平，导致纸在宽度方向上的压光不连续。因此，在高生产率和高效率下对纸的质量一致的要求的结果是操作时要几乎不停地刮擦压光棍，以清除沾染物。为此，已有过很多致力于提高其耐磨性、从而也提高复合结构刮刀片的刀片寿命的尝试。对生产线压光操作条件也有过一些改进，以提高压光辊子的耐磨性。越来越普遍做法是对这种生产线上的压光辊子涂上一薄层热喷镀涂料，它们能阻止辊子表面的剥蚀，因而防止辊子形状变差。在这里使用的“热喷镀”这个术语及其变体，是指以下三种标准方法之一等离子体、高速燃氧(HVOF)、爆燃枪(detonation gun)，从而将粉末状材料加热并沉积在表面上。热喷镀涂料一般是陶瓷或金属的基体涂料。热喷镀的辊子表面还要研磨到很低粗糙度，这是涂布的印刷用纸生产时使用的压光辊子的一个十分需要的性质。如果刮除作业是断续进行的，例如纸幅断裂后去除卷在辊子上的纸，则热喷镀涂层有助于承受这样的刮除作业的刮擦作用。但热喷镀辊子受到连续刮擦时辊子会出现剥落。超过规定时间，热喷镀辊子因刮刀片及沾染物的作用容易使辊子外形和表面光洁度恶化。当辊子的形状及表面光洁度差到影响纸的质量时，必须拆下辊子重新研磨。不作磨削会使产品受损失，而且提高成本。此外，磨削过程本身从辊子上去除昂贵的热喷镀涂料。由于热喷镀涂层代表辊子成本的一大部分及一笔很大的投资，因此十分需要将热喷镀涂料的损失降到最低。提高复合结构刮刀片耐磨性的努力导致辊子表面迅速剥落。另一方面，为了避免因更换刮刀片而频繁地中断生产，适当水平的耐磨性也是需要的。需要刮刀片对着热喷镀辊子表面连续使用以适当去除表面沾染物，同时具有在生产条件下充分的耐磨性。还要求刮刀片可用来保持辊子表面有低的表面粗糙度，同时热喷镀涂层的耗损最少。专利技术概述本专利技术揭示，一种包括多条平行于刮刀片长轴的单向纤维，即磨蚀性纤维的复合结构刮刀片，可用于清除辊子表面的沾染物，同时使辊子表面损伤最小。本专利技术发现，这样的刮刀片可在操作时连续接触辊子表面，而不会对辊子产生大的损伤。本专利技术的复合结构刮刀片适用于造纸，特别适合在压光机上使用。本专利技术的复合结构刮刀片提供造纸时所需的磨蚀性，以便清除辊子表面而对辊子表面无大的损伤。本专利技术的刮刀片具有有效刮除所需的结构特性，如在刮刀片二个轴方向的刚性。本专利技术的刮刀片还能够使磨损缓慢而均匀。本专利技术的刮刀片的实施方案还可用于降低辊子表面粗糙度并使之保持在所需的水平。在本专利技术一个方面，所提供的刮刀片中包括的复合材料包括浸渍树脂的多条单向纤维。优选的各个实施方案可包括以下特征的一个或多个本刮刀片是包括多层复合材料的层压结构。单向纤维选自玻璃纤维、陶瓷纤维及它们的混合物。提供的纤维优选是连续的长丝或复丝束。纤维优选是玻璃纤维。单向纤维被提供在单向纤维织物中。单向纤维织物中有60％重量百分比以上的纤维是单向纤维。优选在75％以上，更优选是90％以上。其余的纤维，在此叫做第二纤维，其方向不平行于刮刀片长轴。单向纤维的直径等于或大于第二纤维的直径。优选单向纤维直径为大约450-1500μm，而第二纤维直径为大约400-700μm。单向纤维织物还包括非磨损性纤维，选自例如石墨等的碳族、人造丝、芳族聚酰胺、聚脂及它们的混合物。优选一层或几层复合材料包括布置在与刮刀片长轴平行的方向的碳纤维。单纤维织物单位面积重量约230-610g/m2。浸渍树脂是热塑性树脂，或环氧树脂，即含环氧化物、环氧乙烷的树脂或环氧树脂族。树脂的玻璃化温度Tg约65～315℃，最好是大约85～315℃，树脂还包括磨蚀性添加剂，选自玻璃微珠、玻璃纤维、碎玻璃、人造或工业金刚石颗粒、硅石颗粒、碳化硅颗粒、硼颗粒、锆颗粒、氧化铅颗粒及它们的混合物。本专利技术另一方面提供清理辊子表面的方法，该方法包括a)将具有长轴的刮刀片定位在辊子表面附近，使刮刀片的长轴基本上与辊子的回转轴平行，刮刀片包括多条浸渍树脂的单向纤维；及b)将刮刀片斜边压紧辊子表面。在另一方面，本专利技术特征是利用上述方法降低辊子表面的粗糙度。优选的方法还可包括一个或几个下面的特征刮刀片的斜边在操作期间保持与辊子表面连续接触。定位步骤包括，以斜边与辊子表面接触处辊子的切线度量，在刮刀片斜边与辊子表面之间形成25～30°的夹角。压紧步骤以大约85～700N/m，优选大约175～440N/m的压力进行。辊子表面粗糙度降低到大约0.025～0.20μm Ra，优选是大约0.050～0.13μm Ra。辊子表面粗糙度在刀片有效使用寿命中保持大约0.025～0.20μm Ra的水平，优选是在0.050～0.13μm Ra的水平。在另一方面，本专利技术提供制造复合结构刮刀片的方法，该方法包括浸渍包括单向纤维的复合材料的步骤。优选的该方法可包括下述特征的一个或多个本方法包括分层堆积步骤，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有其长轴的刮刀片，可供作用到在回转轴上旋转的辊子的圆周表面，该刮刀片包括复合材料，该复合材料包括多条浸渍树脂的磨蚀性单向纤维。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：G卡瑞亚，
申请(专利权)人：SD沃伦服务公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]