纸张是文化的一种载体,东汉蔡伦结合前人的经验,结合自身的智慧,将破布、树皮、麻绳等作为原材料,发明了伟大的造纸技术,推动了中华文明的一次跨越。现代造纸工艺已经完全实现了自动化的生产方式,使用造纸机生产纸张的技术已经非常成熟。
 
中国古代造纸术
 
造纸机是一台结构复杂的大型设备,其中有1类非常重要的零部件,它就是辊筒。辊筒是造纸机能够实现标准化、系列化和通用化的保障,一台造纸机上往往会存在多个辊筒,是影响设备运转、生产、品控和成本的重要因素。
 
目前市面上绝大部分的造纸机使用的是金属材质制成,如青铜、钢铁等。青铜类的辊筒材质刚度较低,容易出现表面磨损的问题;钢制辊轴重量较重,安装拆卸比较麻烦,运转效率较低。结合这些缺点,因此很多企业在寻求新材料的加入,因此也有了目前部分企业已经尝试使用的碳纤维筒。
 
众所周知,造纸机辊筒零件在运转过程中,转速较快、负荷较大,对辊筒材料的强度、耐疲劳性、刚性、耐磨性和耐腐蚀性都存在较高的要求,因此不是随便一种新材料就可以拿来使用的。碳纤维复合材料在经过几十年的研究和实验之后,逐渐在航空航天、军工装备和医疗器械等高端领域有了非常不错的案例,因此应用在造纸机上并不稀奇。
 
中国现代造纸机
 
碳纤维复合材料经由缠绕工艺而成,经过铺层、卷制、热压成型、脱模、粗磨、精磨、动平衡测试等多道工序打磨,才能最终下线走向企业。碳纤维复合材料中的增强体碳纤维就表现为质量轻、强度高,密度较小的特性,从质地上大幅降低了辊筒的自重,降低了转速过快情况下挠度增大而引起的表面损伤及轴头断裂的问题,在降低辊筒损坏的同时,还降低了能源损耗,变相减少了成本。
 
造纸生产过程中,存在部分化学药剂,如醋酸乙烯胶水,碳纤维复合材料自身具备一定的耐腐蚀性,可以有效的保护辊筒及其他零部件,从而提高整体的使用寿命。
 
新时代的发展不会停下自己的脚步,造纸机运行速度也在不断的提升,新的造纸机结构也在不断的研发,这就涉及到辊筒载荷方向、大小、制造精度等多方面的提升,只有从辊筒的外径公差、动平衡度、表面光洁度、圆柱度、同轴度等各个参数细节上进行完善。
 
造纸机用碳纤维辊筒
 
目前国内能够设计生产碳纤维辊筒的企业已经有了不少,无锡智上新材料就是其中的一员,多年碳纤维领域的耕耘,使得我们的技术得到更全面的提升。拿一款碳纤维复合材料涂胶辊为例,辊体的碳纤维复合材料表面环氧树脂层经过处理后,粗糙度可达0.4,不易粘胶,涂胶厚度均匀,整体不平衡量控制在5g以内,有效控制因高速运转引起的振动和噪声。
 
国内在碳纤维复合材料的研发和探索上起步较晚,但是发展势头非常可观,其中像碳纤维辊筒这样的工业应用将会越来越多。