KR100395481B1 - 브러쉬 롤 - Google Patents

Abstract

브러쉬모재가 섬유의 복수본집합체를 주체로 포함하는 타입의 브러쉬 롤로, 눈막힘 없이 미세하면서도 고도의 세정을 강판에 실시할 수 있도록 한 것으로, 0.1∼1.0㎜지름의 섬유 3∼56본의 집합체를 주체로 포함하는 제 1의 브러쉬모재와, 0.005∼0.05㎜지름의 섬유 100∼3000본의 집합체를 주체로 포함하는 제 2의 브러쉬모재를, 롤 주위면에 제 1, 제 2의 브러쉬모재 서로간에 균등혼재된 상태로 분포시킨 브러쉬 롤에 관한 발명이다.

Description

브러쉬 롤{Brush Roll}

본 발명은 제철공업의 스트립을 세정하는 데에 사용되는 브러쉬 롤(Brush Roll)에 관한 것으로, 특히 그 브러쉬의 모재(毛材)가 섬유의 복수올(本)집합체를 주체로 포함하는 브러쉬 롤에 관한 것이다.

본 발명상의 브러쉬 롤은, 주체인 브러쉬모재 주체에 섬유집합체를 붙이고 , 거기에 섬유를 나선상으로 감거나 혹은 짜서 끈형상으로 엮어 만들어 수지세트(樹脂set)하므로써 높은 내구성을 지니게 하고 제철공업용 스트립 세정에 적합하도록한 것이다.

종래의 브러쉬 롤은, 브러쉬모재(毛材)의 주체를 구성하는 섬유와 동일 직경의 것을 사용하고 있다.

이와 같은 종래의 브러쉬 롤은 나중에 설명하겠지만, 세정성능에 있어 색차값(色差値) Lab 에 있어, 라인속도(통상 100mpm이상) 100mpm의 경우에, 85.93 200mpm의 경우 83.85라고 하는 극히 좋지 않은 결과를 나타냈으며, 또한 라인속도 100mpm이상에서는 세정성(洗淨性)이 급격히 저하하였다.

또한, 고도의 세정(洗淨)과, 게다가 눈막힘 없이 미세한 부분의 세정을 얻는 일은, 바랄 수도 없었다. 그러나, 짜임새가 미세한 세정을 얻어야 하므로 이를 위해 브러쉬모재 주체의 섬유를 가는 지름의 것으로 사용하게 되면, 스트립 표면에 부착되는 기름(油), 철분, 먼지등이 브러쉬 롤의 브러쉬모재 선단부에 끼어 들어가서 눈막힘(目詰)을 일으키고, 반면에 고도의 세정을 얻을 필요가 없어, 브러쉬모재 주체가 되는 섬유를 지름이 두꺼운 것으로 사용하게 되면, 스트립면에 까칠까칠한 찰과흔(痕) 또는 찰과상이 생겨나게 된다.

따라서 본 발명은 상기 종래기술에 의한 문제점을 해소하고, 전술한 형식의 브러쉬 롤로, 고도의 수준을 가진 눈막힘 없고 미세한 세정을 가능하도록 한 브러쉬 롤의 제공을 목적으로 창안한 것이다.

도 1은 본 발명에 관련하는 브러쉬모재를 갖춘 브러쉬 롤의 개략 정면도이다.

도 2a는 본 발명상의 브러쉬 롤의 제 1 브러쉬모재의 일례를 나타내는 사시도, 도 2b는 본 발명상의 브러쉬 롤의 제 2 브러쉬모재의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 3a는 본 발명상의 브러쉬 롤의 제 1 브러쉬모재의 다른 예를 나타낸 사시도, 도 3b는 본 발명상의 브러쉬 롤의 제 2 브러쉬모재의 다른 예를 나타내는 사시도이다.

도 4a는 본 발명상의 브러쉬 롤의 제 1 브러쉬모재의 또다른 별도의 예를 나타낸 사시도, 도 4b는 본 발명상의 브러쉬 롤의 제 2 브러쉬모재의 또다른 별도의 예를 각각 나타내는 사시도이다.

도 5는 본 발명에 적용되는 브러쉬 소자의 일례를 나타낸 사시도이다.

도 6은 본 발명에 적용되는 브러쉬 소자의 다른 예의 사시도이다.

도 7∼도 11은 실시예로 본 본 발명상의 성능과 비교예상의 성능을 비교항목에 따라 각각 상호 대비한 결과를 나타낸 그래프이다.

1 브러쉬 롤(Brush roll)

2 롤 샤프트(Roll shaft)

3-1 제 1의 브러쉬모재(Brush 毛材)

3-2 제 2의 브러쉬모재

30-1 제 1의 브러쉬모재의 커버링(covering)

30-2 제 2의 브러쉬모재의 커버링

31-1 제 1의 브러쉬모재의 주체

31-2 제 2의 브러쉬모재의 주체

32-1 제 1의 브러쉬모재의 합성섬유

32-2 제 2의 브러쉬모재의 합성섬유

4 환상디스크

5 브러쉬 소자

상기 과제해결을 위한 본 발명은, 0.1∼1.0㎜지름을 가진 섬유 3∼56올(本)의 집합체를 주체로 하여 포함하는 제 1의 브러쉬모재와, 0.005∼0.05㎜지름의 섬유 100∼3000올(本)의 집합체를 주체로 하여 포함하는 제 2의 브러쉬모재를, 롤축의 주위면에 이 들 제 1, 제 2의 브러쉬모재 서로간에 실질적으로 균등히 혼재 (混在) 내지 혼효(混淆)되도록 조밀히 분포시켜 브러쉬 롤을 제조한다. 여기에서 제 1 및 제 2의 브러쉬모재의 주체가 되는 섬유는, 제철공업의 스트립세정에 적합한 브러쉬 롤상의 브러쉬모재의 섬유와 같은 것을 적용할 수 있다.

여기에서, 제 1 및 제 2의 브러쉬모재에 대한「주체」(主體)라 함은, 다음과 같은 것을 말한다. 이것은, 특허청구범위를 비롯한 본 명세서 전체를 통하여 같은 의미를 가진다.

즉, 소정의 지름을 가진 섬유 소요다발을 심체(芯體)로 하고, 이 주위면에 섬유를 나선감기 하며, 수지세트한 브러쉬모재에 있어서는, 심체(芯體)를 의미한다.

소정의 지름을 가진 섬유 소요다발을 심체로 하고, 이 주위면에 섬유를 짜서 끈의 형태로 엮어 만들고, 수지세트 한 브러쉬모재에 있어서도 심체를 의미한다.

소정의 지름을 가진 섬유 소요다발을 꼬아 합친 연사(撚絲)의 형태로 한 브러쉬모재에 있어서는, 그 연사된 상태의 것을 의미한다.

소정의 지름을 가진 섬유 소요다발을 로프상태로 꼰 브러쉬모재에 있어서는, 그 로프상태의 것을 의미한다.

본 발명상의 브러쉬 롤에 의하여, 앞에서 서술한 형식의 브러쉬 롤을 적용하여 행하는, 제철공업의 스트립 세정에 있어서, 눈막힘 없이 짜임새가 미세하고, 게다가 고도의 세정을 얻게 되는 바람직한 효과를 거둘 수 있다. 상세한 내용은, 다음과 같다.

브러쉬 롤에 의한 세정을 스트립에 무리없이 적용되게 하기 위해서는, 브러쉬모재의 분포가 거기에 맞게 조밀한 것이 아니면 안된다. 그와 같은 분포밀도에서는, 브러쉬모재의 섬유가 두꺼우면, 브러싱을 할 때 브러쉬모재가 브러싱저항으로 우루루 쓰러지고, 세정결과가 좋지않게 된다. 반대로, 브러쉬모재의 섬유가 가늘면, 걸레같이 닳게 되고, 스트립의 기름, 철분, 먼지등으로 브러쉬모재가 눈막힘에 이르게 된다.

이와 달리, 본 발명에서는 브러쉬모재의 주체가 되는 섬유집합체의 섬유를 소정의 굵기로 소정의 올(本)숫자로 된 것으로 만든 제 1의 브러쉬모재와, 브러쉬모재 주체가 되는 섬유집합체의 섬유에 소정의 가늘기로 소정 올수의 것으로 만든 제 2의 브러쉬모재가, 그들 양 브러쉬모재 상호간에, 실질적으로 균등히 혼재 내지 혼효되는 상태로 분포하고 있으므로, 제 2의 브러쉬모재가 그것의 주체로 되는 섬유집합체의 섬유가 소정의 가늘기, 소정의 올수인 것에 기인하여, 제 1의 브러쉬모재가 꺽이거나 쓰러짐을 방지하는 일종의 완충체로서 기능하고, 제 1의 브러쉬모재들의 무리가 당해 모재 상호간에 틈이 있는 숲과 같은 식립상태(植立狀態)를 유지하고, 양호한 브러싱을 유지하게 된다.

제 2의 브러쉬모재는, 그 주체인 섬유집합체의 섬유가 소정의 가늘기를 가지므로, 짜임새가 미세한 세정작용을 한다. 게다가, 제 2의 브러쉬모재는 주체인 섬유집합체의 섬유가 상술한 가늘기를 가짐에도 불구하고, 브러쉬모재 주체인 섬유집합체의 섬유가 소정의 굵기, 소정의 올수의 제 1의 브러쉬모재와 실질적으로 균등히 혼재 내지 혼효하는 상태로 분포하고 있기 때문에, 눈막힘이 일어나지 않는다.

상기 제 1 및 제 2의 브러쉬모재의 혼재 내지 혼효가 조밀한 것은, 눈막힘이 없이 짜임새가 미세하고, 게다가 고도의 세정이 얻어지는 것으로 한다.

본 발명을 도면을 참조하여, 이하에 일실시형태로 상세히 설명한다.

도 1은 제철공업의 스트립을 세정하기 위한 본 발명상의 브러쉬 롤로서 부호 1로 나타나 있다.

상기 브러쉬 롤 1의 롤 샤프트(shaft) 2의 주위면에는, 도 2에서와 같이 제 1의 브러쉬모재 3-1(도 2a참조) 및 제 2의 브러쉬 모재 3-2(도 2b참조)가 병용하는 형태로 밀집하여 장착되어져 있다. 롤 샤프트 2의 주위면에 브러쉬모재를 장착할 때에는, 종래 브러쉬모재의 경우와 동일한 다음과 같은 사양으로 행하여 질 수 있다.

도 5에 나타난 바와 같이, 주위 가장자리부 브러쉬모재의 소요수를, 그것 모선부(毛先部)가 밀집하도록 식설(植設) 내지 식모(植毛)한 환상디스크 4를 다수 , 롤 샤프트 2에 끼우고, 이것을 샤프트 2의 길이 방향으로 압축하고 또 긴축하여 샤프트 2에 취부한다. 환상디스크 4의 주위 가장자리부에 브러쉬모재를 장착하려면, 환상디스크 4의 외주부(外周部)의 소요부위에 디스크 4 주위 가장자리를 따라 병렬하여 설치된 구멍(도 5에서는 브러쉬모재 3에 가려져 보이지 않음)에 브러쉬모재를 통과시키고 U상으로 구부려, 그 U상 절곡부를 침금(針金)등의 결속부재로 결속한다. 환상디스크 4의 구멍에 인접하는 부위에는, 결속부재를 통과시키기 위한구멍(도 5에서는 브러쉬모재에 가려져 있다)이 형성되어 있다.

또는 도 6에 나타낸 것과 같은, 금속의 구형지지체(溝形支持體)에 브러쉬모재를 빽빽히 식설 내지 식모하여서 된 브러쉬 소자 5를 롤 샤프트 2의 주위면에 촘촘히 나선상으로 둘러감고, 고정시켜서, 샤프트 2에 취부한다.

제 1 브러쉬모재 3-1은, 0.05∼1.0㎜ 지름으로 된 나이론 섬유등의 합성섬유 3∼28본의 집합체를 주체 31-1로 포함한다. 제 2 브러쉬모재 3-2는 0.005∼ 0.05㎜ 지름으로 된 나이론 섬유등의 합성섬유 100∼3000개의 집합체를 주체 32-2로 하여 포함한다.

제 1의 브러쉬모재 3-1은, 소요 섬유집합체에 의한 주체 31-1의 주위면에 0.1㎜ 정도의 지름으로 적당수 예를 들면 7개 다발 나이론 섬유등의 합성섬유 32-1을 나선상으로 감거나(도 2a참조), 또는 짜서 엮어 만들고(도 3a참조), 수지세트하여, 커버링 30-1을 한 것을 이용할 수 있다. 또한, 제 1 브러쉬모재 3-1는, 소정의 섬유를 꼬은 실, 즉 연사 또는 로프상으로 한 것(도 4a참조)도 좋다.

제 2 브러쉬모재 3-2는, 소정의 섬유집합체에 따른 주체 31-2의 주위면에 0.02㎜ 정도의 지름으로 적당수 예를 들면 210개 다발의 나이론 섬유등의 합성섬유 32-2를 나선상으로 감아 붙이고(도 2b참조), 또는 짜서 엮어 만들고(도 3b참조), 수지세트하여, 커버링 30-2을 한 것을 이용할 수 있다. 또 제 2 브러쉬모재 3-2는, 소정의 섬유를 연사 또는 로프상으로 한 것(도 4b참조)이라도 좋다.

제 1 또는 제 2의 브러쉬모재 3-1, 3-2는, 브러쉬 롤 1 주위면에 그들 양 브러쉬모재가 서로, 실질적으로 균등히 혼재 내지 혼효하는 상태로 밀집된 분포로 한다. 그렇게 하기위해, 다음과 같은 사양을 선택할 수 있다.

제 1의 브러쉬모재 3-1을 식모한 환상디스크 4와, 제 2 브러쉬모재 3-2를 식모한 환상디스크 4와의 2종류를 준비하고, 롤 샤프트 2 위의 배치를, 그들 2종류의 환상디스크로 교호로 또는 적당수 나란히 정렬케 한다.

또는, 제 1 브러쉬모재 3-1을 식모한 금속구형지지체의 브러쉬 소자 5와, 제 2의 브러쉬모재 3-2를 식모한 금속구형지지체의 브러쉬 소자 5와의 2종류를 준비하고, 롤 샤프트 2로의 나선상 장착을, 그들 2종류의 브러쉬 소자로 교호로 또는 적당수 나란히 한 복수조 나사와 같은 상태로 한다.

이상과 같은 작업조건을 기본으로 하여 본 발명, 비교예 1, 비교예 2로 나타낸 브러쉬 롤 성능시험결과를 토대로 다음에 일실시예를 들어 상세히 설명한다.

실시예

본 발명 브러쉬 롤의 세정성능 시험결과를 종합하여, 비교예의 그것과 함께 도표로 도 7에 나타내었다. 또한 도 7에 상하로 나열되어 있는 3개의 접은선이 위로 부터 본 발명 브러쉬 롤, 비교예의 롤에 대한 시험결과를 나타내었다. 도 7에서 최상단부의 사슬선은, 현존하는 사양으로 얻어질 수 있는 최고의 탈지(세정성)레벨(색차값(色差値) Lab이 89.45)이다.

도 7에서 위에서 차례대로 그래프로 나타나 있는 본 발명 브러쉬 롤, 비교예 1, 비교예 2의 시험 테이타는, 세정대상이 NSC/N 2TCM 재강판을 대상으로 적용한 것으로, 거기에 감압접착(減壓接着) 셀로판테이프를 붙여 뚫은 자국의 개소의 색차치를 색차계(色差計)로 측정하여 90.42의 값으로 나타난 경우에 관한 것이다. 또,세정시험은 NaOH 2% + AD-2000ESP 0.2%(60℃)되는 스프레이 액을 세정강판에 대한 브러쉬 롤의 브러슁(brushing)부에 세정강판 1㎜폭당 매분마다 0.05리터로 스프레이하는 상태 하에서의 1 패스처리를 하는 사양으로서, 판 3매의 평균치이 다. 도 7에 나타낸 시험결과에 대한 다른 조건은 다음과 같았다.

본 발명 브러쉬 롤 :

타입 ; 환상디스크형

(제 1 브러쉬모재)

0.2㎜ 지름을 가진 폴리아미드 섬유 14본 다발에, 0.1㎜ 지름을 가진 폴리이미드 섬유 7본 다발을 오른쪽 감기와 왼쪽 감기의 2종류로 나선으로 감고, 수지세트하여 커버링을 행한 것.

(제 2 브러쉬모재)

0.02㎜ 지름을 가진 폴리아미드 섬유 630본 다발에, 0.02㎜ 지름을 가진 폴리아미드 섬유 210본 다발을 오른쪽 감기와 왼쪽 감기의 2종류로 나선으로 감고 , 수지세트하여 커버링을 행한 것.

(적용환상디스크 1)

가장자리부의 가장자리를 따라 39개의 병렬하는 식모혈(植毛穴)을 가지고, 그들 혈(구멍)의 각각에 제 1의 브러쉬모재를 식모한 것. 그 식모의 상태는, 발명의 실시형태로 서술한 것과 같다.

(적용환상디스크 2)

가장자리부의 가장자리를 따라 39개의 병렬하는 식모혈을 가지고, 그들 혈의각각에 제 2의 브러쉬모재를 식모한 점 외에는, 적용환상디스크 1과 같음.

환상디스크 1, 2의 배치상태 ;

상기 1과 2를 교호로 전 12매의 배치.

브러쉬 롤 회전수 ; 900r.p.m

브러쉬 롤 압하량(브러쉬 롤을 판에 누르는 정도) ; 3㎜

브러쉬 롤 외경 ; 340㎜

브러쉬 롤 길이 ; 75㎜

브러쉬모재의 털(毛)의 길이(디스크 가장자리부로 부터의 털이 삐져 나온 길이) ; 40㎜

비교예 :

샘플 브러쉬 롤 ;

브러쉬모재가 0.4㎜ 지름을 가진 모노필라멘트로 이루어지는 단사라는 점을 제외하고는, 본 발명의 브러쉬 롤과 제조방법은 동일하다.

본 발명 브러쉬 롤은 도 7에서 밝혀진 바와 같이, 라인속도(판주행속도) 50mpm에서 색차값 87.88, 200mpm의 라인속도라도, 86.68이고, 비교예 1, 비교예 2의 색차값보다 상당히 양호한 것임을 알 수 있다.

다음으로 본 발명에 관한 브러쉬 롤의 다른 시험결과를 도 8∼도 11에 나타내었다. 도 8은 본 발명 브러쉬 롤의 압하량에 대한 수직력(판면에 수직으로 작용하는 힘)특성을 비교예 브러쉬 롤의 그것과 함께 나타내고, 도 9는 본 발명 브러쉬 롤의 압하량에 대한 모터출력을 비교예 브러쉬 롤의 그것과 함께 나타내며, 도 10은 본 발명 브러쉬 롤의 압하량에 대한 토크(torque)특성을 비교예 브러쉬 롤의 그것과 함께 나타내었다. 도 11은 본 발명 브러쉬 롤의 압하량에 관련된 수평력(판면에 따른 방향으로 작용하는 힘)특성을 비교예 브러쉬 롤의 그것과 함께 나타내었다. 도 8에서 도 11에 나타나 있는 사슬선은 본 발명 브러쉬 롤의 시험결과이고, 실선은 비교예 1의 브러쉬 롤은, 시험결과이다. 이 들 시험에 제공한 본 발명의 브러쉬 롤 및 비교예 1의 브러쉬 롤은, 전자가 도 7의 시험에 제공한 것과 같고, 후자는 도 7의 시험에 제공한 비교예 1과 같다.

도 8표부터 도 11까지에서 밝혀진 바와 같이, 본 발명 브러쉬 롤은 압하량에 대한 모터출력, 토크 및 수평력이 비교예의 그것과 거의 같은 것임에도 불구하고, 수직력이 비교예의 그것보다 상당히 강하다. 이로 부터도, 본 발명 브러쉬 롤의 세정성능이 일층 우수한 것임을 알 수 있다.

본 발명에 따라 무엇보다도 서두에서 언급한 바와 같이 고도의 세정효과를 갖는 브러쉬 롤을 공급할 수 있을 뿐 아니라, 제철공정상의 압연스트립에 표면흠을 일으키는 일이 없이 확실한 세정이 가능하게 되었으며 게다가 눈막힘 없이 짜임새가 미세한 세정까지도 행할 수 있게 되었다.

Claims (4)

1. 0.1∼1.0㎜지름을 가진 섬유 3∼56본의 집합체를 주체로 포함하는 제 1의 브러쉬모재(毛材)와 0.005∼0.05㎜지름을 가진 섬유 100∼3000본의 집합체를 주체로 하는 제 2의 브러쉬모재가, 롤축의 주위면에 이 들 제 1, 제 2 브러쉬모재 상호간에 실질적으로 균등히 내지 혼재 또는 혼효되도록 분포되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 롤(Brush Roll).
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2의 브러쉬모재는, 주체인 섬유집합체의 주위면에 섬유를 나선감기 하고 수지세트(樹脂set)하여, 커버링 되어지는 것을 특징으로 하는 브러쉬 롤.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2의 브러쉬모재는, 주체인 섬유집합체의 주위면에 섬유를 짜서 끈 형상으로 역은 후 수지세트(樹脂set)하여, 커버링 되어지는 것을 특징으로 하는 브러쉬 롤.
4. 제 1항에 있어서, 제 1 및 제 2 브러쉬모재의 주체인 섬유집합체가, 연사(撚絲) 내지 로프의 형태로 되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 롤.