纸基摩擦材料的造纸及设备介绍

纸基摩擦材料的造纸及设备介绍

沈焕荣

造纸设备是纸基摩擦材料生产过程最关键的基础设备,主要作用是把各组分配方通过打浆机打浆制成既有良好的纤维分散度又使各组分均匀分布的纸浆,通过磨浆机磨浆,浆池内对纸浆浓度的调整,然后由抄纸机成型,烘干后得到组分分布和厚度均匀的纸基摩擦层坯料。因纸基摩擦材料中纤维含量相对比较低,而容易沉淀的氧化矿物质含量较高,容易产生沉淀,造成组分分布不均匀,所以与普通造纸设备有较大差别。整个打浆、输浆、抄纸过程中应当尽量克服各组分的均匀分布,所以在设备设计时就要考虑了这些因素。一般可以分为两种造纸方式,手工造纸和机械造纸。

一．手工造纸

手工造纸主要用于工艺配方试验或用于小批量产品的生产,其优点是设备简单,投资成本低,生产场地小。缺点是组分分布不均匀,纸张的厚度差大,厚度尺寸较难控制,成品摩擦层的密度差大,组分偏析严重等。一些小规模生产企业基本上使用的都是手工造纸。

手工造纸机结构形式很多，这里介绍的是经过多年实践，操作方便，生产效率高,纸张质量相对较好，经过多年的实践完善,已经得到广泛的应用。

手工造纸机主要由打浆机、高位槽、抄纸机、真空泵、水泵组成。手工造纸机设备比较简单，投资费用低，一般全套设备投资在60000元左右。除打浆机和抄纸机外，其他设备和部件均可以市购或自制。为了使设备达到好的效果，下面介绍各部件的技术要求。

1.打浆机：一般手工造纸配备0.3-0.5立方米的打浆机，由于打浆机的打浆

辊直径越大势能越大，打浆效果越好，所以建议配备0.5立方米打浆机，0.5立方米的打浆机每次可以打浆配干料25kg。0.5立方米打浆机为整体钢结构，打浆辊尺寸Φ600X600mm，放浆口尺寸为Φ40mm螺纹接头。底部与地面高度400mm。

2.实验打浆机：配备一台0.23立方米实验打浆机，用于工艺试验和配方研究。每次打浆配干料1kg。

3.浆泵：输浆泵为立式小功率抗阻塞排污泵，型号为GW40-15-15-1.5。作用是将打浆机的纸浆输送的高位槽。

4．高位槽：高位槽用钢板焊接，尺寸为Φ1000X1000mm，底部离地面高度1000mm,容积0.8立方米左右。顶部安装搅拌电机，搅拌桨离槽底距离不大于20mm，搅拌转速150转/分左右，放浆口Φ40mm螺纹接头。

5.放浆阀：Φ40球阀（1.5寸）。把高位槽的纸浆定量放入定量容器。

6.定量容器：1000ml塑料量杯。

7.电磁阀：水用不锈钢电磁阀2只，型号2W-400-40常闭（1.5寸）,AC220v。作用是真空管路和循环水管路之间互相自动隔离。

8.真空流量阀：DN40不锈钢闸阀（1.5寸）。调节真空负压强度。

9.小水泵：家用自吸水泵，功率750W，进出孔径Φ40mm(1.5寸)。吸真空后为抄纸箱供循环水。

10.真空泵：2BV-5110水环式真空泵。

11.循环水箱：水箱尺寸长X宽X高=600X300X800mm。加盖，离上平面150mm处设溢流管，离底部60mm处根据安装方便焊接Φ40mm软管接头与小水泵进口连接，底部焊接排污阀。

12．抄纸箱：结构按图2.2所示，材料全部304不锈钢，形状尺寸大小根据产品需要，可以是方形，也可以是圆形，在容浆箱内放入与外圆等高的定位圈，用纸浆密封，可以任意改变纸张的大小尺寸。由于吸真空时筛网的负压很大，会引起筛网变形，而抄纸对筛网的平整度要求非常高，所以必须在筛网下面增加井字架，由井字架支撑孔板，由孔板支撑筛网，对这一部分的制作要求非常高，制作的质量效果直接影响到抄纸质量。

二．设备优缺点是：

1.纸浆由浆泵输送至高位槽，在连续搅拌的情况下放浆，保证纸浆前后浓度一致。

2.放浆采用定量容器计量，定量正确，操作效率高，由原两人操作改为一人操作。

3.由电磁阀控制供水和真空管路的转换，两只电磁阀分别由水泵按钮和真空泵按钮同步控制,吸真空时供水管路关闭，真空关闭时真空管路同时关闭，打开供水泵，供水管路同时打开，当水进入抄纸机时，由于底部压力升高，纸张自动弹起，便于取纸。

4.纸张取出后，继续向容浆箱充水，达到水位线关闭水泵，倒入纸浆，搅拌后立即吸真空。由于水是纸浆的5倍以上，纸浆得到较大稀释，纤维得到充分展开，纸张的均匀性和平整度明显提高。

5.尾部的循环水箱的作用是循环用水，不但起到节约用水作用，还能回收流失的短纤维和粉末材料，又减少了污水排放。

手工抄纸的缺点是：厚度控制较差，有偏析现象，纸张靠太阳晒干。三．机械化造纸

目前国内机械化造纸基本上采用小型长网造纸机,其缺点是占用厂房面积较大,一般厂房长度不少于45米,宽度6米,由于用水量较大考虑环境保护做到无排放,在室外建造大约40平方米的循环水处理池,所以一般小型企业受条件限制比较难实现。优点是自动化程度较高,一般整条生产线操作只需2-3名工人,连续出纸效率高,每小时出纸200-300米,组分分布均匀基本无偏析现象,纸张的厚薄差和厚度尺寸可控性强,可以控制在±0.05毫米以内，纸张平整度好等。控制好压缩比和纸张厚度可以实现表平面不加工。目前国内只有具有一定生产规模的企业具备长网造纸机。长网造纸机主要由打浆机、浆池、磨浆机、输浆系统、高位槽、抄纸机、烘干系统和切纸机组成。

由于纸基摩擦材料的造纸具有特殊的技术要求,用普通的长网造纸机很难达到纸基摩擦材料纸张的这些要求。有以下因素：

⑴在纸浆中比重较大的结晶状氧化矿物质比例较高,这些氧化矿物质与植物纤维和石墨等材料的比重差很大,在3%左右的纸浆中悬浮力不同,不但在抄纸过程中容易发生沉淀,也会产生偏析,同时也容易产生组分分布不均匀,较细的氧化矿物质容易在抄纸过程中流失。

⑵由于生产的纸只供本企业使用，生产量不大，所以只能适合使用小型化造纸机。

⑶因纸张的厚度一般在0.8-1.5左右，不容易直接干燥，网速控制在3-5米/分，是普通造纸网速的1/40-80，由于网速较慢纸浆流速也较小，流浆箱不能产生射流效果，所以对流浆箱提出了更高的技术要求。

机械造纸设备由制浆系统、长网造纸机、干燥烘道三部分组成，在抄纸过程中三部分前后呼应，做到流量、网速、温度相互对应同步，由于长网造纸机整条