EA005998B1

EA005998B1 - Ракельные ножи из композиционного материала

Info

Publication number: EA005998B1
Application number: EA200400940A
Authority: EA
Inventors: Гордон Кэрриер
Original assignee: С. Д. Уоррен Сервисез Компани
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2005-08-25
Also published as: CA2473462A1; BR0215482A; CN1612962A; JP2005515312A; WO2003060231A1; KR20040071777A; EA200400940A1; EP1463860A1; AU2002239847A1; MXPA04006703A

Abstract

Предложен ракельный нож (10) из композиционного материала, который пригоден для использования при изготовлении бумаги, в особенности для использования в каландрах. Ракельный нож из композиционного материала содержит множество слоев композиционного материала (32), в которых существенная часть волокон ориентирована в направлении, по существу, параллельном длинной оси ракельного ножа.

Description

Настоящее изобретение относится к ракельным ножам из композиционного материала. Более точно, настоящее изобретение относится к ракельным ножам из композиционного материала, предназначенным для использования при производстве бумаги, например, в каландрах во время изготовления типографской бумаги. Термин каландр и производные от него в используемом здесь смысле предназначен для обозначения устройства, используемого для каландрирования бумаги, включая автономные установки для каландрирования, такие как суперкаландры, и устройства для каландрирования, встроенные в бумагоделательную машину, такие как каландры, глосс-каландры и каландры с мягким зажимом. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу использования ракельных ножей в каландрах.

Ракельные ножи широко используются для удаления различных материалов с поверхности валов бумагоделательной машины. По самой своей природе процесс удаления загрязняющих частиц с поверхности валов может привести к существенному изнашиванию поверхности валов, износу самого ракельного ножа или к износу обоих элементов. Компоненты бумаги, в особенности компоненты меловых покрытий, обладают абразивными свойствами и имеют склонность вызывать износ на поверхности вала бумагоделательной машины. Обычные ракельные ножи могут быть изготовлены из металла, например из стали, нержавеющей стали, никеля или бронзы, металла, покрытого сплавом или керамическим материалом, из пластика или из композиционных материалов, то есть полимерных материалов, армированных волокном. На фиг. 1 показана типовая конфигурация бумагоделательной машины, в которой ракельный нож 2 расположен у поверхности 16 вала 12 бумагоделательной машины, например, каландра. Ракельные ножи, как правило, имеют скошенную под углом 45°, режущую кромку 14, как показано на фиг. 1.

Металлические ножи, как правило, имеют высокую жесткость в направлении движения бумаги в машине, то есть в направлении, перпендикулярном оси вращения вала бумагоделательной машины, и хорошую износостойкость. Как правило, под направлением движения бумаги в машине в процессе изготовления бумаги в данной области техники понимают направление движения полотна бумаги при его проходе через бумагоделательную машину, и это направление обозначено стрелкой 18 на фиг. 1. Такие ножи также имеют склонность подвергаться коррозии и вызывать чрезмерный износ валов.

Пластиковые ножи используются в зонах бумагоделательной машины, в которых нельзя использовать металлические ножи. Тем не менее, пластиковые ножи, как правило, имеют существенные недостатки, поскольку они отличаются низкой жесткостью и имеют склонность к разрушению при температурах, как правило, используемых при изготовлении бумаги.

Ножи из композиционного материала, как правило, образованы из множества волокнистых слоев, пропитанных смолой, при этом каждый волокнистый слой, как правило, имеет структуру тканого материала, так что определенная часть волокон проходит в направлении движения бумаги в машине, в то время как остальные волокна проходят в направлении, поперечном к направлению движения бумаги в машине, то есть в направлении, параллельном оси вращения вала бумагоделательной машины. Под направлением, поперечным к направлению движения бумаги в машине, в данной области техники, как правило, понимается направление, перпендикулярное к траектории движения полотна бумаги, и оно обозначено стрелкой 20 на фиг. 1. Несмотря на то, что ножи из композиционного материала имеют склонность изнашиваться быстрее по сравнению с металлическими ножами, они также имеют склонность вызывать меньший износ поверхности вала. Уменьшенный срок службы ножа, как правило, рассматривается как недостаток, а повышенная износостойкость ножа рассматривается как желательное свойство для многих случаев очистки ракельным ножом. Характеристики износостойкости ракельных ножей из композиционного материала, как правило, считаются приемлемыми для многих обычных случаев применения каландрирования, поскольку чрезмерный износ валов может отрицательно повлиять на конечные характеристики бумаги.

Ракельные ножи из композиционного материала часто используют с неавтономными каландрами, которые, как правило, работают при сравнительно высоких давлениях в зоне контакта валов и при высоких температурах поверхностей валов. Эти условия эксплуатации приводят к увеличению количества частиц меловых покрытий и загрязняющих частиц на поверхности валов для каландрирования. Если валы для каландрирования не подвергать очистке с помощью ракельного ножа почти постоянно, накопление частиц меловых покрытий и загрязняющих частиц достигнет неприемлемого уровня, что непосредственно повлияет на конечные характеристики готовой бумаги, такие как лоск бумаги и гладкость бумаги. Кроме того, абразивность частиц и загрязняющих материалов приводит к разрушению поверхности вала каландра, что вызывает постоянное постепенное ухудшение качества поверхности вала. Разрушение поверхности вала приводит к ухудшению профиля бочки вала, то есть поверхность вала будет неровной, что вызывает нестабильное каландрирование по ширине полотна бумаги. Таким образом, потребность в обеспечении стабильного качества бумаги при высокой скорости изготовления и с более высокой эффективностью в большинстве случаев приводит к почти непрерывной очистке валов для каландрирования ракельным ножом в процессе работы с целью удаления загрязняющих частиц. В результате были предприняты значительные усилия для увеличения износостойкости и, следовательно, срока службы ракельных ножей из композиционного материала.

Условия эксплуатации при неавтономном каландрировании также стали причиной того, что были предприняты усилия для повышения износостойкости валов для каландрирования. Все более часто такие

- 1 005998 валы для неавтономного каландрирования покрывают тонким слоем покрытия, нанесенного напылением при высокой температуре (газотермического покрытия), который, как правило, обладает сопротивлением разрушению поверхности вала и, следовательно, стойкостью к ухудшению профиля бочки вала. Термин нанесение покрытия напылением при высокой температуре (111сгша1 кргау) и производные от него в используемом здесь смысле служит для обозначения одного из трех типовых процессов: процесса с использованием плазмы, процесса с использованием высокоскоростного потока топливно-кислородной смеси и процесса с использованием детонационного распылителя, при которых материал, как правило, в виде порошка, нагревают и осаждают на поверхности. Покрытие, нанесенное напылением при высокой температуре, как правило, представляет собой покрытие с керамической или металлической матрицей. Поверхность вала с покрытием, нанесенным напылением при высокой температуре, также может быть отшлифована до очень малой шероховатости, что является очень желательным свойством валов для каландрирования, используемых при изготовлении типографской бумаги с меловым покрытием.

Покрытия, нанесенные напылением при высокой температуре, имеют склонность противодействовать царапанью, вызванному использованием ракельного ножа для очистки с целью удаления загрязняющих частиц, когда такую очистку ракельным ножом выполняют периодически, например, при удалении бумаги, намотанной вокруг вала, после разрыва полотна бумаги. Тем не менее, вал с покрытием, нанесенным напылением при высокой температуре, как правило, постепенно будет разрушаться при подвергании его почти непрерывному процессу очистки ракельным ножом. Со временем профиль бочки валов с покрытием, нанесенным напылением при высокой температуре, будет ухудшаться, и шероховатость поверхности указанных валов будет увеличиваться за счет воздействия ракельного ножа и загрязняющих частиц. Когда характеристики профиля бочки вала и шероховатости поверхности ухудшатся до такой степени, что они будут отрицательно влиять на качество бумаги, вал должен быть снят и подвергнут повторному шлифованию. Снятие вала для шлифования может привести к существенным потерям при производстве продукции и к увеличению затрат. Кроме того, при самом процессе шлифования происходит удаление ценного слоя покрытия, нанесенного напылением при высокой температуре, с вала. Поскольку стоимость слоя покрытия на вале, нанесенного напылением при высокой температуре, представляет собой существенную часть стоимости вала и образование этого слоя требует существенных капитальных затрат, минимизация потери слоя покрытия, нанесенного напылением при высокой температуре, крайне желательна.

Стремление повысить износостойкость ракельных ножей из композиционного материала может привести к более быстрому ухудшению качества поверхности вала. С другой стороны, требуется надлежащая степень износостойкости для минимизации перерывов в производственном процессе, вызванных необходимостью замены ракельных ножей. Сохраняется потребность в ракельном ноже, который может быть использован почти непрерывно у поверхности вала с покрытием, нанесенным напылением при высокой температуре, для надлежащего удаления загрязняющих частиц с поверхности и который в то же время обладает достаточной износостойкостью для его использования на практике в производственной среде. Также сохраняется потребность в ракельном ноже, который может быть использован для поддержания малой шероховатости поверхности вала при минимальном ухудшении качества покрытия, нанесенного напылением при высокой температуре.

Краткое изложение сущности изобретения

Автор изобретения обнаружил, что ракельный нож из композиционного материала, который имеет множество однонаправленных волокон, то есть абразивных волокон, ориентированных в направлении, параллельном длинной оси ракельного ножа, может быть использован для удаления загрязняющих частиц с поверхности вала при минимальном ухудшении качества поверхности вала. Автор изобретения установил, что такой ракельный нож может оставаться по существу в постоянном контакте с поверхностью вала во время работы без существенного повреждения поверхности вала.

Ракельный нож из композиционного материала по изобретению пригоден для использования при производстве бумаги, в особенности для использования в каландрах. Ракельный нож из композиционного материала по изобретению обеспечивает абразивность, необходимую при производстве бумаги для надлежащей очистки поверхностей валов без неприемлемого ухудшения качества поверхностей валов. Ракельные ножи по изобретению обладают конструктивными свойствами, требуемыми для эффективной очистки Ракельным ножом, такими как жесткость по обеим осям ракельного ножа. Кроме того, ракельный нож по изобретению изнашивается медленно и равномерно. Варианты осуществления ракельного ножа по изобретению также могут быть использованы для уменьшения и поддержания заданной степени шероховатости поверхности вала.

В соответствии с одним аспектом изобретения разработан ракельный нож, содержащий композиционный материал, который включает в себя множество однонаправленных волокон, пропитанных смолой.

Предпочтительные варианты осуществления могут включать в себя один или несколько из нижеуказанных признаков. Ракельный нож имеет слоистую структуру, включающую в себя множество слоев композиционного материала. Однонаправленные волокна выбраны из группы, состоящей из стекловолокна, керамических волокон и их смесей. Предпочтительно волокна выполнены в виде длинных непрерывных элементарных волокон или комплексных нитей. Предпочтительно волокна представляют собой

- 2 005998 стекловолокно. Однонаправленные волокна предусмотрены в однонаправленной ткани. Не менее 60 мас.% от массы волокон в однонаправленной ткани составляют однонаправленные волокна, предпочтительно они составляют 75 мас.%, более предпочтительно 90 мас.%. Остальные волокна, называемые здесь вспомогательными волокнами, представляют собой волокна, ориентированные в направлении, отличном от направления, параллельного длинной оси ракельного ножа. Однонаправленные волокна имеют диаметры, равные диаметрам или превышающие диаметры вспомогательных волокон.

Предпочтительно однонаправленные волокна имеют диаметры, которые составляют приблизительно от 450 до 1500 мкм, и вспомогательные волокна имеют диаметры, составляющие приблизительно от 400 до 700 мкм. Однонаправленная ткань дополнительно включает в себя неабразивные волокна, выбранные из группы, состоящей из углеродных, то есть графитовых, волокон, гидратцеллюлозных волокон, волокон из ароматического полиамида, полиэфирных волокон и их смесей. Предпочтительно один или несколько из слоев композиционного материала содержит углеродные волокна, ориентированные в направлении, по существу перпендикулярном длинной оси ракельного ножа. Однонаправленная ткань имеет массу на единицу площади, составляющую приблизительно от 230 до 610 г/м². Пропитывающая смола представляет собой термопластичную смолу или эпоксидную смолу, то есть смолу, содержащую эпоксильную, эпоксидную или этоксиленовую группу. Смола имеет температуру Тд перехода в стеклообразное состояние (температуру стеклования), составляющую приблизительно от 65 до 315°С, предпочтительно от 85 до 315°С. Смола дополнительно включает в себя абразивную добавку, выбранную из группы, состоящей из стеклянных микросфер, стекловолокон, измельченного стекла, частиц синтетического или промышленного алмаза, частиц кремнезема, частиц карбида кремния, частиц бора, частиц циркония, частиц оксида алюминия и их смесей.

В соответствии с другим аспектом изобретения разработан способ очистки поверхности вала, включающий в себя:

a) установку ракельного ножа, имеющего длинную ось, рядом с поверхностью вала так, чтобы длинная ось ракельного ножа была по существу параллельна оси вращения вала, при этом ракельный нож содержит множество однонаправленных волокон, пропитанных смолой; и

b) поджим скошенной режущей кромки ракельного ножа к поверхности вала.

В соответствии с еще одной особенностью изобретения описанный выше способ используется для уменьшения шероховатости поверхности вала.

Предпочтительные способы могут иметь один или несколько из нижеуказанных признаков. Скошенная режущая кромка ракельного ножа остается в по существу непрерывном контакте с поверхностью вала во время работы. Операция установки включает в себя образование угла, составляющего приблизительно от 25 до 30°, между скошенной режущей кромкой ракельного ножа и поверхностью вала при измерении данного угла от касательной к валу в том месте, где скошенная режущая кромка касается поверхности вала. Операцию поджима выполняют при давлении, составляющем приблизительно от 85 до 700 Н/м, предпочтительно приблизительно от 175 до 440 Н/м. Шероховатость поверхности вала уменьшают до среднего арифметического отклонения профиля, На, составляющего приблизительно 0,025-0,20 мкм, предпочтительно приблизительно 0,050-0,13 мкм. Шероховатость поверхности вала поддерживают в течение фактического срока службы ножа на уровне среднего арифметического отклонения профиля, На, составляющего приблизительно 0,025-0,20 мкм, предпочтительно приблизительно 0,050-0,13 мкм.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения разработан способ изготовления ракельного ножа из композиционного материала, включающий в себя операцию пропитывания композиционного материала, содержащего однонаправленные волокна.

Предпочтительные способы могут иметь один или несколько из нижеуказанных признаков. Способ включает в себя операцию укладки слоев, на которой множество слоев композиционного материала укладывают друг на друга для образования слоистой структуры. Способ включает в себя операцию отверждения, на которой смолу подвергают воздействию повышенной температуры и давления. Способ включает в себя операцию разрезания, на которой слоистую структуру, подвергнутую отверждению, разрезают на два или более ракельных ножей, при этом каждый нож имеет длинную ось.

Другие признаки и преимущества изобретения станут очевидными из нижеприведенного подробного описания, чертежей и формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схематичное перспективное изображение, показывающее ракельный нож в контакте с валом бумагоделательной машины.

Фиг. 2 представляет собой выполненное с пространственным разделением элементов, перспективное изображение ракельного ножа в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 3 представляет собой выполненное с пространственным разделением элементов, перспективное изображение ракельного ножа в соответствии с альтернативным вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 4А и 4В представляют собой сильно увеличенные схематичные поперечные сечения вала бумагоделательной машины, показывающие поверхность перед использованием и после использования варианта осуществления изобретения.

- 3 005998

Фиг. 5 представляет собой схематичный вид сбоку устройства для каландрирования, иллюстрирующий способ использования ракельного ножа в соответствии с изобретением.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Как показано на фиг. 1, ракельный нож 2 из композиционного материала удерживается у вала 12 бумагоделательной машины, который вращается вокруг своей оси в направлении, обозначенном стрелкой 22, так что передняя скошенная режущая кромка 14 ракельного ножа 2 может обеспечить удаление загрязняющих частиц с поверхности 16 вала. На фиг. 1 направление движения бумаги в машине обозначено стрелкой 18, а направление, поперечное к направлению движения бумаги в машине, обозначено стрелкой 20. Ракельные ножи, рассмотренные ниже, используются в такой среде и таким образом, как показано на фиг. 1.

Как показано на фиг. 2 и 3, ракельный нож 10 по изобретению имеет слоистую структуру, образованную из множества слоев композиционного материала 32, каждый из которых содержит множество однонаправленных волокон 31, и множество усиливающих волокнистых слоев 30. Слои 32 композиционного материала расположены в пределах слоистой структуры таким образом, что однонаправленные волокна 31 будут ориентированы в направлении, по существу параллельном длинной оси ракельного ножа 10. Усиливающие слои 30 отличаются от слоев 32 композиционного материала тем, что большая часть волокон в усиливающих слоях ориентирована не параллельно длинной оси ракельного ножа 10. Усиливающие слои 30 могут быть включены в слоистую структуру для обеспечения усиления, например, жесткости или прочности, или для увеличения толщины ракельного ножа. На фиг. 2 и 3 усиливающие слои 30 показаны схематично, без указания направления волокон. Усиливающие слои 30 могут иметь тканую или нетканую структуру, и волокна могут быть ориентированы по существу в направлении движения бумаги в машине или в двух или более направлениях.

На фиг. 2 и 3 проиллюстрированы варианты осуществления ракельного ножа по изобретению, которые имеют девять слоев. Как правило, ракельные ножи из композиционного материала имеют от пяти до двадцати слоев, но могут иметь большее количество слоев в зависимости от толщины, заданной для ракельного ножа 10. Как будет очевидно для специалистов, имеющих практический опыт работы в данной области техники, соответствующее количество слоев для ракельного ножа из композиционного материала определяется эксплуатационными требованиями при конкретном случае применения очистки ракельным ножом. Каждый слой 32 композиционного материала и усиливающий слой 30 пропитан эпоксидной или термопластичной смолой, так что слои могут быть ламинированы, то есть скреплены вместе под действием давления и температуры, вместе для образования единой слоистой структуры.

Как показано на фиг. 2, слоистая структура по одному варианту осуществления ракельного ножа 10 может быть образована из чередующихся усиливающих слоев 30 и слоев 32 композиционного материала. Предпочтительно, если усиливающие слои 30 содержат стекловолокна, ориентированные в двух или более направлениях в тканой структуре. Вариант осуществления ракельного ножа 10, показанный на фиг. 2, подходит для случаев применения очистки ракельным ножом, требующих сравнительно высокого уровня абразивности, таких как каландрирование полотна бумаги с меловым покрытием, имеющего относительно высокое содержание влаги, например, приблизительно от 4 до 10%, при котором существует тенденция возрастающего накопления частиц мелового покрытия на поверхности вала.

На фиг. 3 показан альтернативный вариант осуществления ракельного ножа 10, в котором слои 32 композиционного материала представляют собой срединные слои, а усиливающие слои 30 представляют собой наружные слои. Предпочтительно, если усиливающие слои 30 содержат углеродные волокна. Вариант осуществления ракельного ножа 10 по изобретению, показанный на фиг. 3, подходит для случая применения очистки ракельным ножом, требующего менее абразивного ножа, такого как применение в неавтономном устройстве для каландрирования, в котором полотно бумаги является довольно сухим, например, с содержанием влаги приблизительно от 1 до 4%, и, тем самым, вызывает минимальное загрязнение поверхности вала.

Расположение слоев в пределах слоистой структуры ракельного ножа 10 является по существу симметричным относительно центрального срединного слоя 34, показанного в виде усиливающего слоя 30 на фиг. 2 и слоя 32 композиционного материала на фиг. 3. Если расположение слоев не будет симметричным относительно центрального срединного слоя 34, будет существовать возможность изгибания или искривления ракельного ножа вдоль его длинной оси.

К пригодным волокнам для слоев 32 композиционного материала относятся стекловолокно, керамические волокна и их смеси, при этом предпочтительным является стекловолокно. В используемом здесь смысле термин волокно служит для обозначения отдельного элементарного волокна или комплексной нити, имеющей длину, превышающей ширину нити. Слои композиционного материала могут содержать сравнительно короткие отрезки волокон или длинные непрерывные волокна, то есть волокна, которые проходят на всю длину ракельного ножа. Предпочтительно слои композиционного материала содержат преимущественно длинные непрерывные волокна.

Волокна, пригодные для образования слоев композиционного материала, обладают достаточной абразивностью по отношению к материалам, обычно используемым для образования поверхности валов бумагоделательной машины, например, к литейному чугуну, отбеленному чугуну, литой стали или по

- 4 005998 крытию, нанесенному напылением при высокой температуре, содержащему керамический или металлический материал основы, так что данные волокна обеспечивают очистку и/или уменьшение шероховатости поверхности вала. Волокна, пригодные для образования слоев композиционного материала, как правило, являются достаточно жесткими для придания ракельному ножу прочности в продольном направлении. Если волокна, образующие слои композиционного материала, не будут обладать достаточной жесткостью, гибкость самого ракельного ножа будет увеличиваться, что может привести к неэффективной очистке поверхности вала, поскольку ракельный нож будет стремиться изогнуться при приложении давления для очистки поверхности вала.

Однонаправленные волокна, как правило, используются в виде ткани. Соответствующие ткани, содержащие однонаправленные волокна, в данной области техники, как правило, называют однонаправленными тканями, даже несмотря на то, что подобные ткани могут иметь такие структуры тканого материала, в которых определенная часть волокон будет ориентирована в другом направлении. В используемом здесь смысле термин вспомогательные волокна служит для обозначения волокон, включенных в однонаправленную ткань, но ориентированных не в направлении, по существу параллельном длинной оси ракельного ножа. Вспомогательные волокна, как правило, используются в однонаправленной ткани для создания элементарного каркаса для однонаправленных волокон с тем, чтобы ткань не рассыпалась во время обработки, например, во время пропитывания смолой, и во время ламинирования. Такие вспомогательные волокна обладают абразивностью по отношению к материалам, обычно используемым для образования поверхности валов бумагоделательной машины. Пригодные однонаправленные ткани содержат не менее 60 мас.% однонаправленных волокон. Однонаправленные волокна предпочтительно составляют не менее 75 мас.% от массы однонаправленной ткани, наиболее предпочтительно 90 мас.%.

Однонаправленные ткани предпочтительно имеют тканую структуру, так что ткань будет способна сохранять свою форму при пропитывании смолой и изготовлении ракельного ножа. Во время изготовления ракельного ножа большие листы однонаправленной ткани и, при желании, усиливающие слои пропитывают смолой. После пропитывания пропитанные листы укладывают так, что многочисленные слои будут уложены друг на друга с образованием слоистой структуры. После этого слоистую структуру подвергают воздействию повышенной температуры и давления для отверждения смолы и скрепления слоев вместе. Подвергнутую отверждению, слоистую структуру затем разрезают на два или более ракельных ножей, каждый из которых имеет длинную ось.

Однонаправленная ткань может дополнительно включать в себя небольшую долю неабразивных волокон, таких как углеродные волокна, гидратцеллюлозные волокна, хлопковые волокна, волокна из ароматического полиамида, полиэфирные волокна и их смеси. Такие неабразивные волокна могут быть использованы для придания других свойств, таких как уменьшенная абразивность или прочность структуры. Неабразивные волокна могут быть полностью ориентированы в направлении, поперечном к направлению движения бумаги в машине, или в направлении движения бумаги в машине, или более чем в одном направлении. Ориентация неабразивных волокон будет иметь важное значение в том случае, когда они используются для придания прочности структуре ракельного ножа. Например, вариант осуществления изобретения может иметь углеродные волокна, затканные в однонаправленную ткань для уменьшения абразивности ракельного ножа и для обеспечения прочности. Если требуется прочность в направлении длинной оси ножа, углеродные волокна должны проходить в направлении, по существу параллельном длинной оси. Если требуется прочность в направлении ширины ракельного ножа, углеродные волокна проходят в направлении, по существу перпендикулярном к длинной оси. Если неабразивные волокна имеют температуру Тд перехода в стеклообразное состояние, она должна превышать температуру поверхности вала, к которой подводят ракельный нож. Если температура Тд волокон будет равна или меньше температуры поверхности вала, волокна будут стремиться расплавиться и вызвать загрязнение поверхности вала. Специалисты, имеющие практический опыт работы в данной области техники, знают, как выбрать соответствующие неабразивные волокна, имеющие свойства, желательные для конкретного случая применения очистки ракельным ножом, такие как уменьшенная абразивность и/или повышенная прочность.

При использовании некоторых обычных ракельных ножей из композиционного материала частицы мелового покрытия и загрязняющие частицы, удаленные с поверхности вала, стремятся забить щели и полые пространства между волокнами рабочей поверхности ракельного ножа, то есть поверхности ножа, которая находится у поверхности вала, что приводит к снижению эффективности работы ножа. Ракельный нож 10 отличается меньшей склонностью к забиванию его частицами покрытия и загрязняющими частицами, поскольку в нем имеется меньшее количество щелей и полых пространств из-за ориентации однонаправленных волокон в направлении, поперечном к направлению движения бумаги в машине. Слои 32 композиционного материала (фиг. 2 и 3) также имеют большую площадь поверхности волокна, открытую в направлении поверхности вала, вследствие того, что однонаправленные волокна ориентированы в направлении, поперечном к направлению движения бумаги в машине и параллельном поверхности вала, на которую они воздействуют. В процессе работы существует тенденция измельчения (механического разрушения) однонаправленных волокон на рабочей поверхности ракельного ножа, что приводит к открытию соседних однонаправленных волокон. Это дробление волокон обеспечивает получение об

- 5 005998 новленной рабочей поверхности на скошенной режущей кромке 14 (фиг. 1) ракельного ножа. Однонаправленные волокна, как правило, распадаются на очень малые частицы, которые удаляются с поверхности вала вместе с загрязняющими частицами, счищаемыми ракельным ножом.

Обычные ракельные ножи из композиционного материала часто обладают склонностью образовывать царапины на поверхности вала, поскольку концы абразивных волокон воздействуют на поверхность вала. Поскольку значительная часть волокон в типовом ракельном ноже ориентирована в направлении движения бумаги в машине, поверхность вала подвергается очистке в большей степени концами волокон, нежели боковыми сторонами волокон. В условиях почти непрерывной очистки ракельным ножом такое воздействие концов волокон приводит к существенному увеличению шероховатости поверхности вала, что в конечном счете приводит к неприемлемому ухудшению качества поверхности вала и свойств конечного продукта.

Несмотря на то, что ракельные ножи по изобретению могут иметь вспомогательные волокна или неабразивные волокна, ориентированные в направлении движения бумаги в машине, склонность к образованию царапин будет уменьшена в значительной степени, поскольку имеется меньшее количество волокон, ориентированных в направлении движения бумаги в машине, и, следовательно, меньше концов волокон, воздействующих на поверхность вала. Слои композиционного материала в ракельном ноже по изобретению обеспечивают уменьшение шероховатости поверхности вала, как показано на фиг. 4 А и 4В. Фиг. 4А представляет собой профиль участка поверхности 16 вала 12 (фиг. 1) перед использованием варианта осуществления ракельного ножа 10, при этом показано увеличенное изображение выступов и впадин, обусловленных наличием загрязняющих частиц и/или воздействием концов волокон, ориентированных в направлении движения бумаги в машине. На фиг. 4В показан профиль того же участка поверхности 16 вала после использования варианта осуществления ракельного ножа 10. Воздействие ракельного ножа 10 на поверхность 16 вала приводит к удалению верхних частей 40 выступов до одинакового уровня Ь, в результате чего обеспечивается уменьшение шероховатости поверхности. Варианты осуществления ракельного ножа 10 могут обеспечить уменьшение шероховатости поверхности вала до среднего арифметического отклонения профиля, На, составляющего приблизительно 0,025-0,20 мкм, предпочтительно приблизительно 0,050-0,13 мкм. Варианты осуществления ракельного ножа 10 также могут быть использованы для поддержания шероховатости поверхности вала в течение фактического срока службы ножа на уровне среднего арифметического отклонения профиля На, составляющего приблизительно 0,025-0,20 мкм, предпочтительно приблизительно 0,050-0,13 мкм. Степень шероховатости поверхности, достигаемая за счет использования ракельного ножа по изобретению, будет зависеть от материалов, используемых для образования поверхности валов бумагоделательной машины, и от условий эксплуатации при конкретном случае применения очистки ракельным ножом.

Большая площадь поверхности однонаправленного волокна, открытая для воздействия в слоях композиционного материала, также обеспечивает получение более однородной абразивной поверхности, с помощью которой осуществляется очистка поверхности вала. Более однородная абразивная поверхность, как правило, обеспечивает получение более равномерного профиля поверхности вала. Поскольку большая зона абразивного материала, то есть поверхность однонаправленных волокон в направлении их длины, будет открыта для воздействия во время очистки, ракельный нож также будет изнашиваться более медленно и равномерно.

Предпочтительные однонаправленные ткани имеют сравнительно открытую структуру, тканую с полотняным переплетением, в которой однонаправленные и вспомогательные волокна пересекаются попеременно. Однонаправленные ткани имеются с переплетениями, имеющими разные степени неплотности. Масса на единицу площади однонаправленной ткани представляет собой показатель, характеризующий неплотность переплетения. Масса на единицу площади однонаправленных тканей составляет предпочтительно приблизительно от 230 до 610 г/м². Неплотное переплетение с малой массой на единицу площади обеспечивает меньшую абразивность и более быстрое дробление волокон по сравнению с более плотным переплетением с большей массой на единицу площади при тех же условиях эксплуатации. Тем не менее, однонаправленные ткани с большей массой на единицу площади могут оказаться более пригодными в случаях применения очистки ракельным ножом, требующих наличия более абразивного ножа для предотвращения быстрого измельчения волокон, которое приводило бы к существенному износу ножа и более короткому сроку службы ножа.

Неплотная однонаправленная ткань с малой массой на единицу площади является более пригодной для случаев применения очистки ракельным ножом, требующих наличия менее абразивного ножа, таких как при использовании полотна бумаги без мелового покрытия с низким содержанием влаги, которое вызывает сравнительно небольшое загрязнение поверхности вала. Более плотная однонаправленная ткань с большей массой на единицу площади является более пригодной для случаев применения очистки ракельным ножом, требующих высокой абразивности и высокой износостойкости, таких как при использовании полотна бумаги с меловым покрытием, имеющего высокое содержание влаги, которое вызывает существенное загрязнение поверхности вала. В более плотном материале с большей массой на единицу площади имеется увеличенное количество концов вспомогательных волокон на единицу площади материала, открытой в направлении поверхности вала. Более плотный материал с большей массой на еди

- 6 005998 ницу площади будет иметь высокую абразивность на единицу площади, поскольку перегибы образуются на однонаправленных волокнах при их переплетении с вспомогательными волокнами, при котором они проходят над и под вспомогательными волокнами, что делает открытой для воздействия большую площадь поверхности абразивного материала. Специалистам, имеющим практический опыт работы в данной области техники, будет понятно, каким образом определить, является ли конкретное переплетение неплотным или плотным, при использовании вышеприведенных указаний.

Диаметры однонаправленных волокон превышают диаметры вспомогательных волокон. Диаметры однонаправленных волокон могут быть равны диаметрам или превышать диаметры вспомогательных волокон, предпочтительно, если диаметры однонаправленных волокон превышают диаметры вспомогательных волокон. Предпочтительно диаметры однонаправленных волокон составляют приблизительно от 450 до 1500 мкм, и диаметры вспомогательных волокон составляют приблизительно от 400 до 700 мкм. Если вспомогательные волокна имеют диаметр, превышающий диаметр однонаправленных волокон, возрастает склонность к образованию царапин на поверхности вала и ширина таких царапин.

Соответствующие однонаправленные ткани, содержащие множество однонаправленных волокон, поставляются компанией ИЬтс С1ак1 Осус1оршсп18 Сотрогайои, ВтоокуШс, Огайо, например, с обозначением 1093 Е-01акк ЕаЬпе. и компанией Вгип8\\зск Тссйио1од1ск 1ис., Втииоткк, Мэн, например, ткани с обозначением Е-ЬРЬ 425 и Е-ЬРЬ 567 0° иш-Ипссйоиак

К пригодным пропитывающим смолам относится термопластичная или эпоксидная смола. Предпочтительно используют композицию на основе эпоксидной смолы, состоящую из эпоксидной смолы и отверждающего агента, или отвердителя, для образования слоистой структуры ракельного ножа по изобретению. Смолы, используемые в ракельном ноже по изобретению, выбирают таким образом, чтобы они выдерживали рабочие температуры, используемые в конкретных случаях применения очистки ракельным ножом. В процессе работы смола, используемая для изготовления ракельного ножа, будет находиться в контакте с поверхностью вала. Используемая смола не должна расплавляться и загрязнять поверхность вала, а должна истираться, открывая однонаправленные волокна для воздействия.

Поскольку смола не является абразивной, предпочтительно, чтобы смола истиралась быстрее по сравнению с однонаправленными волокнами.

Температура Тд перехода смолы в стеклообразное состояние представляет собой показатель, указывающий на то, какие рабочие температуры смола должна выдерживать. Смолы, пригодные для использования в ракельном ноже по изобретению, имеют температуру Тд, составляющую приблизительно от 55 до 315°С, в зависимости от температуры поверхности вала, подлежащей очистке ракельным ножом. Для случаев применения высокотемпературного каландрирования предпочтительными смолами являются эпоксидные смолы с температурой Тд, находящейся в интервале от приблизительно 65 до 315°С, более предпочтительно от приблизительно 85 до 315°С. Если температура Тд отвержденной смолы будет слишком низкой для конкретного случая применения очистки ракельным ножом, смола будет стремиться расплавиться и вызвать загрязнение поверхности вала. Смола с высокой температурой Тд, как правило, приводит к ненужному увеличению стоимости ракельного ножа, используемого у вала, работающего при сравнительно низкой температуре.

Пригодные композиции на основе эпоксидных смол поставляются на рынок компанией Е1Ьтс С1аМ Исус1ортси1к Сотротайои, например, 8ук1сш 2000 Ероху Вскш, используемая вместе с отвердителями 2020, 2060 или 2120 Ероху Натйсисгк, и компанией ВскоШюи РсгГогшаисс РгойисК Хьюстон, Техас, например, ЕРОИ Вскш 828, используемая вместе с отвердителем ЕР1-СИВЕ Ситшд Лдси! 9552, или ЕРОИ Вскш 862, используемая вместе с отвердителем ЕР1-СИВЕ Ситшд Лдси! В альтернативном варианте эпоксидная смола, такая как ЕРОИ Вскш 828 или ЕРОИ Вскш 826, производимая компанией ВскоШюи РсгГогшаисс РтойисЦ может быть отверждена с помощью других отверждающих агентов, таких как ЕТНАСИВЕ 100 СИВАТ1УЕ, поставляемый компанией А1Ьсгшаг1с СотротаНои, Ва1ои Воидс, Луизиана, или метилендианилин. Специалисты, имеющие практический опыт работы в данной области техники, знают, как выбрать соответствующую смолу, имеющую температуру Тд, пригодную для конкретного случая применения очистки ракельным ножом и удобную при использовании, например, с точки зрения времени, необходимого для отверждения, и мер предосторожности.

Ракельный нож по изобретению содержит приблизительно 50-75 мас.% волокнистого материала, предпочтительно приблизительно 60-70%, и приблизительно 25-50 мас.% смолы, предпочтительно приблизительно 30-40%. При увеличении процентного содержания волокнистого материала в ракельном ноже, температура Тд ракельного ножа имеет тенденцию к возрастанию, поскольку волокнистые материалы, как правило, имеют более высокие температуры перехода в стеклообразное состояние по сравнению со смолами. Ракельный нож по изобретению должен иметь температуру Тд, составляющую приблизительно 75-315°С, в зависимости от температуры поверхности вала, подлежащей очистке ракельным ножом. Для случаев применения при высокотемпературном каландрировании температура Тд ножа предпочтительно составляет приблизительно 100-315°С, более предпочтительно приблизительно 150315°С. Увеличенная доля волокнистого материала также приводит к увеличению абразивности ракельного ножа.

Как правило, толщина каждого слоя перед скреплением в слоистую структуру находится в диапазо

- 7 005998 не от приблизительно 0,20 до 0,50 мм для слоев композиционного материала и от приблизительно 0,09 до 0,50 мм для вспомогательных слоев. Толщина ракельного ножа 10 может находиться в интервале от приблизительно 1,50 до 3,20 мм в зависимости от места использования ракельного ножа в процессе изготовления бумаги и условий его работы. Более тонкие ракельные ножи обеспечивают более эффективную очистку поверхности валов в течение срока службы ножа. Поскольку скошенная режущая кромка более тонкого ножа, как правило, является более тонкой по сравнению со скошенной режущей кромкой толстого ножа, она обеспечивает приложение большего давления на единицу площади по сравнению со скошенной режущей кромкой толстого ножа. Более толстые ракельные ножи имеют более высокую механическую прочность и более длительный срок службы ножа. Ширина ракельного ножа также зависит от места использования ракельного ножа в процессе изготовления бумаги и условий его работы и может находиться в интервале от приблизительно 50 до 100 мм. Специалисты, имеющие практический опыт работы в данной области техники, знают, как выбрать соответствующую толщину и ширину ракельного ножа, которые обеспечивают надлежащее сочетание заданного срока службы ракельного ножа и уровня загрязнения поверхности вала.

Смола, используемая для пропитывания волокнистых слоев композиционного материала, может содержать абразивные добавки, такие как стеклянные микросферы, стекловолокна, измельченное стекло, частицы синтетического или промышленного алмаза, частицы кремнезема, частицы карбида кремния, частицы бора, частицы циркония, частицы оксида алюминия и их смеси. Пропитывающая смола также может включать в себя добавки, уменьшающие трение, такие как частицы графита и порошкообразный политетрафторэтилен. Уменьшение трения между ракельным ножом и поверхностью вала приводит к уменьшению теплообразования во время очистки ракельным ножом, в результате чего увеличивается срок службы ракельного ножа. Специалисты, имеющие практический опыт работы в данной области техники, знают, как выбрать соответствующие добавки, отвечающие требованиям конкретного случая применения очистки ракельным ножом, например, добавки, обеспечивающие увеличение или уменьшение абразивности или уменьшение трения, и достижение заданных свойств конечного продукта.

Усиливающие слои, как правило, содержат углеродные волокна, волокна из ароматического полиамида, керамические волокна, стекловолокно и их смеси, предпочтительно стекловолокно. Усиливающие слои могут иметь тканую или нетканую структуру, и волокна могут быть ориентированы в основном в направлении движения бумаги в машине или в двух или более направлениях. Тканая структура, как правило, обеспечивает более высокую степень абразивности по сравнению с нетканой структурой. Усиливающие слои могут иметь тканую структуру с полотняным, атласным или саржевым переплетением, предпочтительно с полотняным или атласным переплетением. Предпочтительно масса на единицу площади усиливающих слоев составляет приблизительно от 60 до 350 г/м².

Усиливающие слои, содержащие углеродные волокна, как правило, используются для уменьшения трения и для повышения прочности ракельного ножа в направлении движения бумаги в машине. Углеродные волокна отличаются высоким пределом прочности при растяжении и высокой жесткостью, однако, они не считаются абразивными. Следовательно, несмотря на то, что концы углеродных волокон могут воздействовать на поверхность вала, они не приводят к образованию царапин на поверхности вала. Волокна из ароматического полиамида могут быть использованы для придания прочности на растяжение и износостойкости ракельному ножу. Усиливающие слои из керамических волокон или стекловолокна придают дополнительную абразивность ракельному ножу. Принимая во внимание вышеизложенное, специалисты, имеющие практический опыт работы в данной области техники, поймут, как выбрать соответствующий состав и количество усиливающих слоев в слоистой структуре, чтобы это отвечало требованиям конкретного случая применения очистки ракельным ножом, таким как уменьшение трения, увеличение жесткости или увеличение абразивности.

Пригодные материалы для усиливающих слоев поставляются компанией ИЬте С1а§1 ЭсуЫортспй Сотротайои, например, 241 \Уоуеп Е1Ьетд1а88 БаЬпе. 530 3К СтарЬИе БаЬпе и 549 5Н8 Кеу1ат® БаЬпе. и компанией Вгип5\\зск Тес1шо1още5 1ис., например, материалы СВХ 300 6к СагЬои и ЛКВХ 350 ЛтатИ.

На фиг. 5 показан типовой неавтономный каландр, включающий в себя два устройства 50, каждое из которых содержит два нежестких вала 52 и один металлический вал 54. Нежесткие валы 52, как правило, состоят из упругого или податливого материала, такого как армированная волокном, эпоксидная смола. Металлический вал 54 может состоять из литейного чугуна, отбеленного чугуна, чугуна с шаровидным графитом, кованой стали или литой стали. На металлический вал 54 дополнительно может быть нанесено покрытие, нанесенное напылением при высокой температуре и содержащее керамический или металлический материал основы, например, металлический материал основы, содержащий карбид. Толщина покрытия, нанесенного напылением при высокой температуре, как правило, составляет приблизительно 75-305 мкм. Как правило, покрытие, нанесенное напылением при высокой температуре, может быть отшлифовано до шероховатости, характеризуемой средним арифметическим отклонением профиля, Ка, составляющим менее приблизительно 0,20 мкм. Направление вращения каждого металлического вала 54 обозначено стрелкой 22. Полотно 60 бумаги проходит через устройства 50 для каландрирования с помощью направляющих роликов 62.

Используются два ракельных ножа, первый ракельный нож 56, расположенный у металлического

- 8 005998 вала 54 первого устройства 50, и второй ракельный нож 58, расположенный у металлического вала 54 второго устройства 50. Ракельные ножи 56 и 58 могут быть расположены в любом месте у окружной периферии металлического вала 54 при условии, что скошенная режущая кромка 14 (фиг. 1) будет действовать против направления вращения металлического вала, как показано на фиг. 5. Предпочтительно каждый ракельный нож расположен в зоне, находящейся по ходу движения полотна 60 бумаги за обеими зонами контакта каждого устройства 50, образованными нежесткими валами 52 и металлическим валом 54. Такое местоположение гарантирует то, что ракельный нож будет очищать металлический вал после одного полного прохода полотна бумаги. Специалисты, имеющие практический опыт работы в данной области техники, знают, где наиболее целесообразно разместить ракельный нож, принимая во внимания определенные эксплуатационные факторы для каждого конкретного случая применения, такие как траектория движения полотна бумаги в процессе обработки и наличие контрольно-измерительного оборудования или другого оборудования вблизи вала, подлежащего очистке ракельным ножом, соображения безопасности и соображения, относящиеся к удобству технического обслуживания.

Скошенная режущая кромка 14 (фиг. 1), как правило, скошена под углом 45° от горизонтальной плоскости, образованной основанием ракельного ножа. Рабочий угол А ракельных ножей 56 и 58, как правило, должен находиться в интервале от приблизительно 25 до 30° при измерении его от горизонтали, образованной касательной к поверхности вала в том месте, где расположена скошенная режущая кромка ракельного ножа. Давление, действующее со стороны ракельного ножа на вал, как правило, составляет приблизительно 85-700 Н/м, предпочтительно приблизительно 175-440 Н/м.

Ракельные ножи 56 и 58 могут периодически подводиться к поверхности металлического вала 54 для выполнения определенных операций чистки. Как правило, предпочтительно, чтобы ракельные ножи были подведены к поверхности металлического вала 54 по существу постоянно во время работы вала. Использование ракельного ножа почти непрерывным образом гарантирует то, что абразивные загрязняющие частицы будут непрерывно удаляться с поверхности вала. Следовательно, качество поверхности вала будет ухудшаться в существенно меньшей степени. Такое использование на по существу непрерывной основе также приводит к уменьшению шероховатости поверхности вала и к поддержанию надлежащего профиля вала. Ухудшение качества поверхности вала в существенно меньшей степени, уменьшение шероховатости поверхности и поддержание соответствующего профиля обеспечивают получение продукции соответствующего качества с высокой производительностью и более высокой эффективностью. То обстоятельство, что существует возможность обеспечить минимальное ухудшение качества поверхности вала и поддерживать заданную степень шероховатости, позволяет увеличить срок службы вала или, в случае вала с покрытием, нанесенным напылением при высокой температуре, увеличить срок службы покрытия.

Первое устройство 50 для каландрирования, как правило, требует использования более абразивного ракельного ножа 56, такого, как в варианте осуществления, показанном на фиг. 2, поскольку полотно бумаги только что было покрыто меловым покрытием и подвергнуто сушке, и поэтому оно содержит больше влаги. Высокие уровни содержания влаги в бумаге и в меловом покрытии бумаги повышают вероятность прилипания полотна бумаги к металлическому валу 54, что приводит к образованию тонкого слоя частиц мелового покрытия, прилипших к поверхности вала. Это приводит к уменьшению теплопередачи от поверхности вала к бумаге, что приводит к уменьшению уровня лоска полотна бумаги. Образование тонкого слоя частиц мелового покрытия на поверхности вала также приводит к увеличению шероховатости поверхности вала, что также вызывает уменьшение уровня лоска бумаги. Если менее абразивный нож будет использоваться в первом устройстве, это приведет к увеличению давления, действующего со стороны ракельного ножа на поверхность вала, с целью обеспечения соскребания осадка с поверхности вала. Повышенное давление при очистке приводит к уменьшению срока службы ракельного ножа.

Менее абразивный ракельный нож 58, такой как в варианте осуществления, показанном на фиг. 3, как правило, используется для второго устройства 50, поскольку полотно бумаги, проходящее через него, имеет меньшее содержание влаги и меньше прилипает к металлическому валу 54. Поскольку вал гораздо меньше загрязнен загрязняющими частицами, давление, действующее со стороны более абразивного ножа на вал, необходимо точно регулировать для предотвращения чрезмерного износа вала. В случае использования более абразивного ракельного ножа у вала может быть удалено чрезмерное количество материала с поверхности вала, что приводит к уменьшению долговечности поверхности вала. Как было рассмотрено выше, на абразивность ракельного ножа, как правило, влияют использование и состав усиливающих слоев, абразивные добавки, соотношение смолы и волокнистого материала и неплотность переплетения в композиционном материале.

Пример. Были изготовлены ракельные ножи из композиционного материала, содержащие 7 слоев, в том числе 4 усиливающих слоя и 3 слоя из композиционного материала. Слоистая структура была образована из чередующихся усиливающих слоев и слоев композиционного материала, как показано на фиг. 2, при этом наружные слои и сердцевинный слой представляли собой усиливающие слои. Усиливающие слои были образованы из стеклоткани, сотканной с полотняным переплетением, поставляемой компанией Езбсо, 1пс. Однонаправленная ткань, использованная в слоях композиционного материала, представ

- 9 005998 ляла собой ткань 1093 Е-С1акк ЕаЬпс, стеклоткань, в которой 95 мас.% составляют однонаправленные волокна и которая поставляется компанией ИЬге С1ак1 Осус1ортсп15 СогрогаНои. Пропитывающая смола представляла собой эпоксидную смолу, поставляемую компанией Екксо, 1ис., и имела температуру Тд, составляющую приблизительно 90-115°С. Ракельные ножи были использованы во втором устройстве для каландрирования, аналогичном второму устройству 50, показанному на фиг. 5. Давление, действующее со стороны ракельного ножа на металлический вал каландра, который имел покрытие, нанесенное напылением при высокой температуре, составляло приблизительно 350 Н/м, и рабочий угол составлял приблизительно 27°. Шероховатость поверхности вала после по существу непрерывного воздействия ракельных ножей на поверхность вала в течение приблизительно 21 дня характеризовалась средним арифметическим отклонением профиля, Ка, составляющим приблизительно 0,05-0,08 мкм. Еще через 27 дней среднее арифметическое отклонение Ка профиля, характеризующее шероховатость поверхности вала, стало составлять приблизительно 0,08-0,13 мкм. Шероховатость поверхности измеряли путем использования контрольно-измерительного прибора 8иг(гошс 3+, производимого компанией Тау1ог НоЬкои 1ис., КоШид Мсабо\\ъ. Иллинойс. Несмотря на то, что шероховатость поверхности вала немного увеличилась, уровень шероховатости остался очень низким, что указывает на минимальное ухудшение качества поверхности вала. Шероховатость поверхности, полученную с помощью ракельных ножей, можно рассматривать как предпочтительную при изготовлении мелованной типографской бумаги. Каждый из ракельных ножей имел срок службы, составляющий приблизительно 5-7 дней, что расценивается как показатель, характеризующий приемлемый уровень износостойкости при использовании ножей по существу непрерывным образом.

Другие варианты осуществления охватываются формулой изобретения. Например, ракельные ножи по изобретению пригодны для использования в других отраслях промышленности, которые связаны с изготовлением рулонных материалов и в которых используются валы, например, в полиграфии, при изготовлении полимерных пленок, настилочных материалов и текстильных материалов. Для специалистов в данной области техники будут очевидны различные модификации данного изобретения, не выходящие за пределы объема или существа данного изобретения.

Claims

1. Ракельный нож, имеющий длинную ось, предназначенный для воздействия на окружную периферийную поверхность вала, вращающегося вокруг оси вращения, содержащий композиционный материал, который включает в себя множество абразивных однонаправленных, по существу, вдоль длинной оси волокон, пропитанных смолой.

2. Ракельный нож по п.1, причем ракельный нож имеет слоистую структуру, включающую в себя множество слоев указанного композиционного материала.

3. Ракельный нож по п.1, в котором однонаправленные волокна выбраны из группы, состоящей из стекловолокна, керамических волокон и их смесей.

4. Ракельный нож по п.3, в котором однонаправленные волокна представляют собой стекловолокно.

5. Ракельный нож по п.1, в котором однонаправленные волокна представляют собой преимущественно длинные непрерывные волокна.

6. Ракельный нож по п.1, в котором однонаправленные волокна предусмотрены в однонаправленной ткани, и не менее 60 мас.% однонаправленной ткани составляют однонаправленные волокна.

7. Ракельный нож по п.6, в котором не менее 75 мас.% однонаправленной ткани составляют однонаправленные волокна.

8. Ракельный нож по п.7, в котором не менее 90 мас.% однонаправленной ткани составляют однонаправленные волокна.

9. Ракельный нож по п.6, в котором однонаправленная ткань дополнительно содержит вспомогательные волокна.

10. Ракельный нож по п.9, в котором однонаправленные волокна имеют диаметры, равные диаметрам или превышающие диаметры вспомогательных волокон.

11. Ракельный нож по п.10, в котором диаметры однонаправленных волокон составляют приблизительно от 450 до 1500 мкм, и диаметры вспомогательных волокон составляют приблизительно от 400 до 700 мкм.

12. Ракельный нож по п.6, в котором однонаправленная ткань дополнительно включает в себя неабразивные волокна.

13. Ракельный нож по п.12, в котором неабразивные волокна выбраны из группы, состоящей из углеродных волокон, гидратцеллюлозных волокон, волокон из ароматического полиамида, полиэфирных волокон и их смесей.

14. Ракельный нож по п.13, в котором неабразивные волокна включают в себя углеродные волокна, ориентированные в направлении, по существу, перпендикулярном длинной оси ракельного ножа.

15. Ракельный нож по п.6, в котором однонаправленная ткань имеет массу на единицу площади, составляющую приблизительно от 230 до 610 г/м².

- 10 005998

16. Ракельный нож по п.1, в котором смола представляет собой термопластичную смолу.

17. Ракельный нож по п.1, в котором смола представляет собой эпоксидную смолу.

18. Ракельный нож по п.1, в котором смола имеет температуру перехода в стеклообразное состояние, составляющую приблизительно от 65 до 315°С.

19. Ракельный нож по п.18, в котором смола имеет температуру перехода в стеклообразное состояние, составляющую приблизительно от 85 до 315°С.

20. Ракельный нож по п.1, в котором смола дополнительно включает в себя абразивную добавку, выбранную из группы, состоящей из стеклянных микросфер, стекловолокон, измельченного стекла, частиц синтетического или промышленного алмаза, частиц кремнезема, частиц карбида кремния, частиц бора, частиц циркония, частиц оксида алюминия и их смесей.

21. Способ очистки окружной периферийной поверхности вала, вращающегося вокруг оси вращения, включающий в себя

a) установку ракельного ножа, имеющего длинную ось, рядом с поверхностью вала так, чтобы длинная ось ракельного ножа была, по существу, параллельна оси вращения вала, при этом ракельный нож содержит множество однонаправленных волокон, пропитанных смолой; и

22. Способ уменьшения шероховатости окружной периферийной поверхности вала, вращающегося вокруг оси вращения, включающий в себя

23. Способ по п.21 или 22, в котором скошенная режущая кромка ракельного ножа остается, по существу, в непрерывном контакте с поверхностью вала во время работы.

24. Способ по п.21 или 22, в котором операция установки включает в себя установку ракельного ножа под рабочим углом, составляющим приблизительно от 25 до 30°.

25. Способ по п.21 или 22, в котором операцию поджима выполняют при давлении, составляющем приблизительно от 85 до 700 Н/м.

26. Способ по п.25, в котором операцию поджима выполняют при давлении, составляющем приблизительно от 175 до 440 Н/м.

27. Способ по п.22, в котором шероховатость поверхности вала уменьшают до среднего арифметического отклонения профиля Ка, составляющего приблизительно 0,025-0,20 мкм.

28. Способ по п.27, в котором шероховатость поверхности вала уменьшают до среднего арифметического отклонения профиля Ка, составляющего приблизительно 0,05-0,13 мкм.

29. Способ по п.22, в котором шероховатость поверхности вала поддерживают в течение фактического срока службы ракельного ножа на уровне среднего арифметического отклонения профиля Ка, составляющего приблизительно 0,025-0,20 мкм.

30. Способ по п.29, в котором шероховатость поверхности вала поддерживают на уровне среднего арифметического отклонения профиля Ка, составляющего приблизительно 0,05-0,13 мкм.

31. Способ изготовления ракельного ножа из композиционного материала, включающий в себя пропитывание композиционного материала, содержащего однонаправленные волокна, смолой.

32. Способ по п.31, дополнительно включающий в себя укладку множества слоев композиционного материала друг на друга для образования слоистой структуры.

33. Способ по п.31 или 32, дополнительно включающий в себя отверждение смолы путем подвергания пропитанного композиционного материала воздействию повышенной температуры и давления.

34. Способ по п.33, дополнительно включающий в себя разрезание отвержденного композиционного материала на 2 или более ракельных ножей.

35. Способ по п.31, в котором однонаправленные волокна выбраны из группы, состоящей из стекловолокна, керамических волокон и их смесей.

36. Способ по п.35, в котором однонаправленные волокна представляют собой стекловолокно.

37. Способ по п.31, в котором однонаправленные волокна представляют собой преимущественно длинные непрерывные волокна.

38. Способ по п.31, в котором однонаправленные волокна предусмотрены в однонаправленной ткани и не менее 60 мас.% однонаправленной ткани составляют однонаправленные волокна.

39. Способ по п.38, в котором не менее 75 мас.% однонаправленной ткани составляют однонаправленные волокна.

40. Способ по п.39, в котором не менее 90 мас.% однонаправленной ткани составляют однонаправленные волокна.