专利名称：刷辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如用于制铁工业中的带钢清洗以及研磨的刷辊。
背景技术：
现有的这种刷辊，使用与构成刷毛材料的纤维直径相同的纤维。
这种现有的刷辊，即使是被认为清洗性能高，但也有改良的余地。即，现有的刷辊，如后文将要详细叙述的、作为清洗性能指标的色差值Lab在带钢的线速度(通常速度大于100米/分(以下将米/分简称为mpm))为100mpm时是85.93、在带钢的线速度为200mpm时是83.85，数值并不总是高的。而且，存在着线速度大于100mpm时清洗性能急剧降低的问题。
进而，现有的刷辊，并不期待其能够进行高性能的、而且没有堵塞的精细清洗。因而，为了获得精细的清洗，而将直径细小的纤维用作构成刷毛材料的纤维时，附着在带钢表面的油、铁粉、灰尘等容易进入刷辊的刷毛材料顶端部之间而产生堵塞。另外，为了获得高的清洗性能，而将直径大的纤维用作构成刷毛材料的纤维时，会在带钢表面留下粗的擦痕。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而作出的，目的是提供清洗性能高、而且能够不堵塞地进行精细清洗的刷辊。
为了解决上述问题，本发明提供一种刷辊，其特征是，将包含一根直径为0.1～2.0mm的纤维单丝、或由3～56根所述纤维扎成的纤维集合体中任意一种的第一刷毛材料；和包含由100～3000根直径为0.005～0.05mm的纤维扎成的纤维集合体的第二刷毛材料，以相互混合分布的状态设置在辊轴的周面上。此时，用于第一刷毛材料的单丝或纤维集合体的纤维直径、和用于第二刷毛材料的纤维集合体的纤维直径的比没有特别的限定，例如优选地为20∶1至5∶1，本发明中为了获得较大的效果，最好为10∶1。而且，用于第一刷毛材料以及第二刷毛材料的纤维，可以使用与制铁工业的带钢清洗中使用的刷辊的刷毛材料相同的纤维。
在此，第一刷毛材料中的“单丝”或“纤维集合体”、以及第二刷毛材料中的“纤维集合体”，分别是指形成刷毛材料“主体”之物。这一点在权利要求书和本说明书的全文中都是一样的。下面，对所述“主体”举例如下。
首先是，以所须直径的纤维的单丝作为芯体，由所述单丝构成的刷毛材料中的所述芯体。
或是，以所须直径的纤维的所须根数的束作为芯体，由所述纤维的所须根数的束构成的刷毛材料中的所述芯体。
或是，以所须直径的纤维的所须根数的束、或单丝作为芯体，在其周面上螺旋缠绕地裹覆其他纤维，在所述其他纤维中含浸树脂并固化成的刷毛材料中的所述芯体。
或是，以所须直径的纤维的所须根数的束、或单丝作为芯体，在其周面上编织成线绳状地裹覆其他纤维，在所述其他纤维中含浸树脂并固化成的刷毛材料中的所述芯体。
或是，以所须直径的纤维的所须根数捻合成捻线形态的刷毛材料中的所述捻线状物。
或是，以所须直径的纤维的所须根数捻成绳索形态的刷毛材料中的所述绳索状物，等等。
借助本发明涉及的刷辊，在制铁工业的带钢清洗中，起到可以不会堵塞地进行精细而且高性能的清洗的良好效果。以下详细说明。
一般地，为了用刷辊对带钢进行效果良好、没有遗漏的清洗，必须使刷毛材料以大致均匀的密度分布在带钢的被清洗面的整个面上，并且，必须具有对应所期望的清洗效果的密度。这样分布的密度，如果刷毛材料的纤维粗的话，在刷的时候，刷毛材料受到刷的阻力而象骨牌那样倒下，所以清洗效果不好。反之，刷毛材料的纤维细的话，就会象抹布擦拭那样，带钢上的油、铁粉、灰尘等容易在刷毛材料之间产生堵塞。
本发明与此不同，以单丝或纤维集合体的纤维按规定粗度和规定根数充当的第一刷毛材料，和以纤维集合体的纤维按照比第一刷毛材料的纤维细的、规定直径和规定根数制成的第二刷毛材料，这两种刷毛材料在实质上相互均等混合的状态下分布在辊轴的周面上；所以，第二刷毛材料，因其纤维集合体的纤维为规定粗度和规定的根数，而具有作为一种缓冲体防止第一刷毛材料像骨牌那样倒下的机能。另外，第二刷毛材料将第一刷毛材料的簇保持成为，使第一刷毛材料相互之间具有间隙的林子一样的竖立状态，维持了良好的刷拭作用。
另外，第二刷毛材料的纤维集合体的纤维比较细，所以有非常细的清洗作用。而且，虽然第二刷毛材料的纤维集合体的纤维为前述那样的细度，但是，因为实际上是以与规定根数的较粗的第一刷毛材料均等混合的状态分布的，所以，第二刷毛材料之间不会发生堵塞。
图1是简要表示本发明涉及的具有刷毛材料的刷辊外观的图。
图2(A)是表示本发明涉及的刷辊使用的第一刷毛材料的一个实施例的、合成纤维的前端展开状态的立体图。
图2(B)是表示本发明涉及的刷辊使用的第二刷毛材料的一个实施例的、合成纤维的前端展开状态的立体图。
图3(A)是表示本发明涉及的刷辊的第一刷毛材料的、另一实施例的立体图。
图3(B)是表示本发明涉及的刷辊的第二刷毛材料的、另一实施例的立体图。
图4(A)是表示本发明涉及的刷辊的第一刷毛材料的、又一实施例的立体图。
图4(B)是表示本发明涉及的刷辊的第二刷毛材料的、又一实施例的立体图。
图5是表示本发明涉及的刷辊的第一刷毛材料的、又一实施例的立体图。
图6是表示本发明涉及的刷辊使用的第一刷毛材料的另一个实施例的、合成纤维的前端展开状态的立体图。
图7是表示本发明涉及的刷辊的第一刷毛材料的、又一实施例的立体图。
图8是表示本发明适用的环状盘的主视图。
图9是表示本发明适用的、将第一刷毛材料植毛后的环状盘、和将第二刷毛材料植毛后的环状盘的立体图。
图10是本发明适用的刷子部件的另一实施例的立体图。
图11是表示本发明中比较例1、比较例2涉及的刷辊清洗性能的曲线图。
图12是将本发明涉及的刷辊对于压下量的垂直力(垂直于版面运动的力)特性、与比较例1的刷辊对于压下量的垂直力一起表示的曲线图。
图13是将本发明涉及的刷辊对于压下量的马达功率、与比较例1的刷辊对于压下量的马达功率一起表示的曲线图。
图14是将本发明涉及的刷辊关于压下量的扭矩特性、与比较例1的刷辊关于压下量的扭矩特性一起表示的曲线图。
图15是将本发明涉及的刷辊相对于压下量的水平力(沿着版面的方向运动的力)特性、与比较例1的刷辊相对于压下量的水平力一起表示的曲线图。
具体实施例方式
接着，参照
本发明的具体实施方式
，本实施例只不过是表示本发明的一个状态，并不限定本发明的技术范围。在后文将要述及的实施例也同样。在图1中，符号1(图1)是制铁工业中清洗带钢的刷辊。符号1以带有下划线的形式表示。这是表示，符号1附在整个刷辊上。对于其它符号，以带有下划线的形式表示时也是一样的。
在刷辊1的辊轴2的周面上，第一刷毛材料3A(参照图2(A))以及第二刷毛材料3B(参照图2(B))并用，将它们密集地安装着。将第一刷毛材料3A以及第二刷毛材料3B安装在辊轴2的周面时，可以与现有技术中的刷毛材料的安装相同，按照下面的式样进行。
本实施例中，使用如图8所示的环状盘4。环状盘4有金属板等制成，在板的中央部分设置可以插通辊轴2的轴插通孔10，沿着盘的周缘并列设置多个植毛孔11，在与各个植毛孔相邻的部位分别设置细孔12。而且，将刷毛材料穿过环状盘4的植毛孔11之后，把其在大致中间部分沿径向朝外折弯成U字形，该U字形的折弯部由穿过细孔12的金属丝等扎束部件扎束固定。
这样，如图9所示，将规定数的刷毛材料以使毛的前部密集的方式在盘周缘部进行植毛的环状盘4，把轴插通孔10配合在辊轴2上。这样，与辊轴2配合的多个环状盘4，向辊轴2的轴心方向压缩并且紧固着，从而固定在辊轴2上，成为图1所示状态的刷辊。而且，在图9中，并列表示了将第一刷毛材料3A进行植毛的环状盘4、和将第二刷毛材料3B进行植毛的环状盘4。
或者，也可以如图10所示，在金属的槽形支撑体20上密集地进行第一刷毛材料3A或第二刷毛材料3B的植毛，以此充当刷部件5。所述刷部件5以密集的螺旋状缠绕在辊轴2的周面进行固定。
而且，第一刷毛材料3A作为主体包含0.1～2.0mm直径的聚酰胺纤维等的合成纤维3～56根的纤维集合体31A。第二刷毛材料3B作为主体包含0.005～0.05mm直径的聚酰胺纤维等的合成纤维100～3000根的纤维集合体32B。
第一刷毛材料3A在所要的纤维集合体31A的周面，螺旋状地缠绕0.1mm直径、适当束数例如7束聚酰胺纤维等的合成纤维32A(参照图2(A))，或者编织成线绳状(参照图3(A))，可以使用在缠绕或编织成的合成纤维32A中含浸粘接用的树脂后实施固化处理(以下将该处理称为“树脂设置处理”)形成的被层30A。在图示的场合，前述被层30A为合成纤维32A向右缠绕和向左缠绕成的双重螺旋，但也可以是右缠绕或左缠绕中的任一种单一螺旋。另外，第一刷毛材料3A的纤维集合体31A，也可以将所要的纤维形成为捻线(参照图4(A))或绳索(参照图4(B))的形态。此时，第一刷毛材料3A也包含了，在纤维集合体31A的周面具有图2(A)或图3(A)那样的被层30A。
而且，第一刷毛材料3A作为主体包含0.1～2.0mm直径的聚酰胺纤维等的合成纤维1根的单丝33(参照图5)。例如，图5所示的第一刷毛材料3A仅由单丝33构成。进而，作为第一刷毛材料3A，在单丝33的周面，螺旋状地缠绕0.1mm直径、适当束数例如7束聚酰胺纤维等的合成纤维32A(参照图6)，或者编织成线绳状(参照图7)，也包括在缠绕或编织成的合成纤维32A中实施树脂设置处理形成的被层30A。而且，图示的被层30A为合成纤维32A、例如向右缠绕成的单一螺旋，但也可以是将合成纤维向右缠绕和向左缠绕的双重螺旋。
第二刷毛材料3B，在所要的纤维集合体31B的周面，螺旋状地缠绕0.02mm直径、适当束数例如210束聚酰胺纤维等的合成纤维32B(参照图2(B))，或者编织成线绳状(参照图3(B))，可以使用与上述相同地实施树脂设置处理形成的被层30B。图示的场合，前述被层30B为合成纤维32B向右缠绕和向左缠绕成的双重螺旋，但也可以是右缠绕或左缠绕中的任一种单一螺旋。另外，第二刷毛材料3B的纤维集合体31B，也可以将所要的纤维形成为捻线(参照图4(A))或绳索(参照图4(B))的形态。此时，第二刷毛材料3B也包含了，在纤维集合体31B的周面具有图2(B)或图3(B)那样的被层30B。
而且，上述树脂设置加工，只要对缠绕或编织在纤维集合体31A、31B上的被层30A、30B进行强化就足够了，以在刷拭时第一刷毛材料3A或第二刷毛材料3B可以弯曲的紧固程度即可。另外，本发明也包括对第一刷毛材料3A和第二刷毛材料3B的任一方实施被层，而对另一方则不实施被层的式样。
第一刷毛材料3A和第二刷毛材料3B，这两种刷毛材料在刷辊1的周面上实际上以相互均等混合的状态分布配置。采用如下式样进行上述的配置。但是，第一刷毛材料和第二刷毛材料在刷辊1的周面上的分布密度，与现有技术中刷辊的刷毛材料分布密度相同程度即可。
例如，如图9所示，准备了以第一刷毛材料3A植毛后的环状盘4，和以第二刷毛材料3B植毛后的环状盘4这两种。而且，安装在辊轴2上的配置，是将这两种环状盘一张一张地相互重叠配置；或将具有第一刷毛材料的环状盘以适当数量重叠，以及将具有第二刷毛材料的环状盘以适当数量重叠，以此交互地排列配置。另外，对于一张环状盘4，也可以使用将第一刷毛材料和第二刷毛材料适当分布、沿盘的周缘交互植毛而成的盘。
或者准备了，以第一刷毛材料3A植毛的金属槽形支撑体20的刷部件5、和以第二刷毛材料3B植毛的金属槽形支撑体20的刷部件5等两种。而且，向辊轴2的螺旋状安装，是将这两种刷部件交互相邻配置、或将同一种刷部件5以适当数量排列成的多根罗纹形状的状态。而且，对于一根金属槽形支撑体20，也可以使用将第一刷毛材料和第二刷毛材料适当分布、沿槽的长度方向交互植毛而成的支撑体。
下面，说明本发明的实施例。本实施例涉及的刷辊，是将多张环状盘安装在辊轴上的例子。构成本实施例刷辊的各个部件如下记载。
(第一刷毛材料)；在14束直径0.2mm的聚酰胺纤维上，向右和向左双重螺旋缠绕7束直径0.1mm的聚酰胺纤维，通过树脂设置处理施以被层。
(第二刷毛材料)；在630束直径0.02mm的聚酰胺纤维上，向右和向左双重螺旋缠绕210束直径0.02mm的聚酰胺纤维，通过树脂设置处理施以被层。
(适用的环状盘之一)；在周缘部具有39个沿周缘排列的植毛孔，在这些植毛孔中各自以第一刷毛材料植毛。该植毛状态与发明的实施例(参照图9)中所述的相同。
(适用的环状盘之二)；在周缘部具有39个沿周缘排列的植毛孔，除了在这些植毛孔中各自以第二刷毛材料植毛的之外，与适用的环状盘之一的相同。
(环状盘的配置状态)；环状盘之一与环状盘之二一张一张地在辊轴的轴心方向交互配置，共使用十二张(各六张)。
而且，刷辊的整体构成以及运转条件如下。
(刷辊外径)；340mm(刷辊长)；75mm(刷毛材料的毛长(毛从盘的周缘伸出的长度))；40mm(刷辊转速)；900r.p.m(刷辊的压下量(向被清洗钢板挤压的程度))；3mm“比较例1”供实验的比较例1的刷辊的刷毛材料，除了由与本实施例中使用的第一刷毛材料相同的材料构成之外，和本实施例的刷辊相同。即，该刷辊仅在辊轴上安装一种以第一刷毛材料在盘的外缘部植毛的环状盘。
“比较例2”供实验的比较例2的刷辊的刷毛材料，除了由直径0.4mm的单一长丝形成的单丝构成之外，和本实施例的刷辊相同。即，该刷辊仅在辊轴上安装一种以第一刷毛材料在盘的外缘部植毛的环状盘。
接着，将本实施例刷辊的清洗性能实验结果，与比较例1以及比较例2的刷辊清洗性能一起表示在图11中。图1中上下排列三条折线，按照上下顺序表示本实施例的刷辊、比较例1的刷辊、比较例2的刷辊的实验结果。图11最上部的点划线B表示未使用的粘接带空白(无垢状态)的值。
对于上述本实施例刷辊、比较例1刷辊、比较例2刷辊，实施了清洗实验。清洗实验以规定速度在行进的被清洗钢板(NSC/N 2TCM材料钢板)的上下面，一边吹拂喷雾液一边通过用转动的刷辊刷拭来进行清洗。上述喷雾液为包含氢氧化钠(NaOH)2wt％、和AD-2000ESP((日本)大同化学工业社制的清洗用添加剂)0.2wt％的水溶液(60℃)。
被清洗钢板在刷辊进入刷拭部之前的5m之间的喷雾区域，被上述喷雾液喷湿。而且，被清洗钢板在刷辊刷拭部，以被清洗钢板每1mm宽度(垂直于板的行进方向的宽度)、每分0.05升，吹拂前述喷雾液的同时由刷辊进行刷拭。该处理为一次性处理，对三张被清洗钢板分别实施。后文将要述及的清洗性能，以三张被清洗钢板分别得到的评价数值(Lab值)的平均值表示。
接着，对于按照上述清洗的被清洗钢板，在清洗后的表面粘贴并剥离感压粘接型的粘接带。将剥离的粘接带粘贴在规定亮度的白色台纸上，在该状态下测定粘接带的分光反射率。分光反射率用SpectroPhotometer(Nippon Denshoku Industries社制的SE2000型)进行测定。将分光反射率与规定的黑色纸张相应的值作为0、与规定的白色纸张相应的值作为100进行换算并表示。该换算值为色差值Lab。因此，未粘贴在被清洗钢板表面的粘接带(空白)粘贴在白色台纸上测定的色差值Lab为89.45。而且，在NSC/N 2TCM材料钢板粘贴并剥离粘贴带之后，板表面的色差值Lab为90.42。
即，本实施例的刷辊如图11所清楚表明的，线速度(板的行进速度)为50mpm时色差值Lab为87.88，线速度即使是200mpm色差值Lab也是86.68，色差值比比较例1、比较例2刷辊的高，清洗性能相当优秀。
下面，在图12、图13、图14以及图15中，表示本实施例涉及的刷辊的另一个实验结果。在图12至图15中，单点划线表示本实施例刷辊的实验结果，实线表示比较例1的刷辊实验结果。供这些实验的本实施例刷辊，以及比较例1的刷辊，前者与供图11的实验的实施例相同，后者与供图11的实验的比较例1的相同。
从图12至图15清楚表明，尽管本实施例刷辊相应于辊压下量的马达功率、扭矩、以及水平力几乎与比较例1的相同，但是垂直力与比较例1的相比相当地强。从这一点，也可以知道本实施例刷辊的清洗性能优秀。
本发明按照上述形态实施，发挥下述效果。即，本发明的刷辊可以对制铁工业的带钢进行高性能的清洗、和不会堵塞的精细清洗以及研磨。
权利要求
1.一种刷辊，其特征在于，将包含一根直径为0.1～2.0mm的纤维单丝、或由3～56根所述纤维扎成的纤维集合体中任意一种的第一刷毛材料；和包含由100～3000根直径为0.005～0.05mm的纤维扎成的纤维集合体的第二刷毛材料，以相互混合分布的状态设置在辊轴的周面上。
2.如权利要求1所述的刷辊，其特征在于，用第一刷毛材料的单丝或纤维集合体和第二刷毛材料的纤维集合体之外的其他纤维，螺旋缠绕地裹覆所述第一刷毛材料的单丝或纤维集合体的周面、以及/或所述第二刷毛材料的纤维集合体的周面，同时，在所述其他纤维中含浸树脂并固化。
3.如权利要求1所述的刷辊，其特征在于，用第一刷毛材料的单丝或纤维集合体和第二刷毛材料的纤维集合体之外的其他纤维，编织成线绳状地裹覆所述第一刷毛材料的单丝或纤维集合体的周面、以及/或所述第二刷毛材料的纤维集合体的周面，同时，在所述其他纤维中含浸树脂并固化。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的刷辊，其特征在于，第一刷毛材料的纤维集合体、以及/或第二刷毛材料的纤维集合体，为捻线以至绳索的形态。
全文摘要
本发明的刷辊，将包含一根直径为0.1～2.0mm的纤维单丝、或由3～56根所述纤维扎成的纤维集合体中任意一种的第一刷毛材料；和包含由100～3000根直径为0.005～0.05mm的纤维扎成的纤维集合体的第二刷毛材料，以相互混合分布的状态设置在辊轴的周面上。
文档编号B21B45/02GK1488452SQ0214429
公开日2004年4月14日 申请日期2002年10月10日 优先权日2002年10月10日
发明者穗谷节男 申请人:株式会社穗谷