TW201703687A - 刷子用毛材及刷輥 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題係提供一種具有適當研磨力且能夠極力抑制軋輥之磨耗的刷子用毛材及刷輥。 本發明之解決手段係提供一種刷輥所使用的刷子用毛材，該刷輥係用以研磨輥軋金屬板之軋輥，其中該刷子用毛材包含1或複數根含有研磨材粒子之熱可塑性樹脂製的單絲，該研磨劑粒子之硬度小於軋輥的硬度且大於金屬板的硬度。

Description

刷子用毛材及刷輥 發明領域
本發明係有關於一種用以研磨輥軋機的工件輥和工件輥的背托輥(back-up roll)之刷輥所使用之刷子用毛材及刷輥。
發明背景
輥軋機的工件輥和工件輥的背托輥(以下，稱為「軋輥」)在輥軋鐵、鋁等的金屬板時，本附著在金屬板表面之金屬板的屑渣(金屬屑)等附著物便附著到前述輥件上。一旦金屬屑等的附著物附著在軋輥上，則輥軋後的金屬板之表面品質低落，為了防止此種情形，必須將附著在軋輥之金屬屑等附著物除去。要除去該金屬屑等的附著物例如可使用刷輥。
刷輥係藉由在使刷子用毛材壓抵軋輥表面的狀態下高速旋轉來研磨軋輥表面。刷子用毛材係將研磨材粒子混入由例如耐綸6、耐綸66、耐綸612、耐綸12等熱可塑性樹脂所構成之單絲中而製造。作為被混入的研磨材粒子，通常使用例如碳化矽、氧化鋁等(例如參照專利文獻1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平7-109620號公報
發明概要
使用碳化矽和氧化鋁作為研磨材粒子時，因為該等硬度大，能夠將附著在軋輥上之金屬屑等附著物良好地削落，所以對軋輥發揮優異的研磨力。但是，因為研磨力太強，所以軋輥本身亦被削掉而有軋輥過度磨耗之課題。
本發明係著眼於上述課題而進行，其目的在於提供一種具有適當研磨力且能夠極力抑制軋輥之磨耗之刷子用毛材及刷輥。
本發明之前述目的，可藉由下述刷子用毛材來達成，該刷子用毛材係刷輥所使用的刷子用毛材，該刷輥係用以研磨輥軋金屬板之軋輥，該刷子用毛材係包含1或複數根含有研磨材粒子之熱可塑性樹脂製的單絲，前述研磨劑粒子之維氏硬度小於前述軋輥的維氏硬度且大於前述金屬板的維氏硬度，前述研磨劑粒子的維氏硬度在HV80~450之範圍。
上述構成之刷子用毛材中，前述研磨劑粒子宜由鐵製或非鐵金屬製的粒子構成，其中又以由鋼砂(steel grit)構成為更佳。
又，前述研磨劑粒子亦可由多孔性碳粒子構成， 該多孔性碳粒子係將至少含有糠麩(bran)類及酚樹脂之混合物燒成而成。
本發明之前述目的，亦可藉由具備上述構成的刷子用毛材來達成。
利用本發明之刷子用毛材及刷輥，能夠具有適當的研磨力且能極力抑制軋輥之磨耗。
1‧‧‧刷子用毛材
2‧‧‧單絲
3‧‧‧包覆紗
4‧‧‧單絲紗
10‧‧‧刷盤
11‧‧‧碟盤
12‧‧‧旋轉軸
B‧‧‧刷輥
S‧‧‧金屬板
R‧‧‧工件輥
BU‧‧‧背托輥
圖1係顯示本發明一實施形態之刷子用毛材的結構之立體圖。
圖2係顯示刷子構件的一個例子之立體圖。
圖3係顯示刷輥的概略結構之前視圖。
圖4係顯示刷輥的一使用例之說明圖。
圖5係顯示刷輥的其它使用例之說明圖。
圖6係顯示本發明其它實施形態之刷子用毛材的結構之立體圖。
用以實施發明之形態
以下，參照附加圖式說明本發明的實態形態。圖1係顯示本發明一實施形態之刷子毛材1。又，圖2係顯示使用本發明一實施形態之刷子毛材1之刷輥用刷子構件的一個例子(刷盤(brush disk)10)。刷盤10係在圓盤狀碟盤11的周緣部緊密地植設有複數刷子毛材1。藉由使刷子毛材1通過穿設在碟盤11的外周面之孔穴(未圖示)且折彎成為U字狀 後，使用金屬線(未圖示)等將該其折彎基部繃緊，而能夠將複數刷子毛材1固定在碟盤11的周緣部。藉由將該碟盤11複數個以一體旋轉的方式安裝在刷輥旋轉軸12，能夠形成如圖3顯示之刷輥B。刷輥B可用於將輥軋機的工件輥R表面進行研磨(參照圖4)、或將工件輥R的背托輥BU表面進行研磨(參照圖5)，其中該輥軋機的工件輥R係用以將鐵、鋁等的金屬板S進行輥軋。又，以下，亦將工件輥R與背托輥BU一併稱為軋輥。
本實施形態的刷子用毛材1，係如圖1所顯示，由1根或複數根剖面呈圓形之單絲2所構成。在圖1顯示之刷子用毛材1，係由複數根(圖示例為7根)的單絲2構成芯紗(Core yarn)，且使用包覆紗(Covering yarn)3包覆該芯紗的外周而構成刷子用毛材1，但是亦可使用包覆紗3包覆由1根單絲2構成的芯紗而構成刷子用毛材1。又，亦可不使用包覆紗3包覆芯紗(1或複數根單絲2)的外周而構成刷子用毛材1。單絲2的直徑沒有特別限定；由1根單絲2構成芯紗時，宜將該直徑設為0.2mm~3.0mm。此係由於單絲2的直徑小於上述範圍時，因為單絲2的毛強韌性較弱，刷子用毛材1的研磨力有變小之虞，另一方面，大於上述範圍時，因為單絲2的毛強韌性較強，所以變為較硬且不容易彎曲，在例如將刷子用毛材1植於碟盤11等時恐有困難。又，使用複數根單絲2構成芯紗時，宜以全體芯紗的直徑成為0.4mm~5.0mm之方式來設定各單絲2的直徑。
作為單絲2的材質，可舉例如聚酯聚醯胺、聚烯 烴等熱可塑性樹脂。聚醯胺的具體例可列舉耐綸6、耐綸66、耐綸610、耐綸612、耐綸12等，聚酯的具體例可列舉聚對酞酸乙二酯(PET)、聚對酞酸丁二酯(PBT)等。
包覆紗3係藉由將由例如耐綸、聚酯、聚丙烯等合成樹脂製的複數根極細單絲紗(monofilament yarn)4所構成之複絲紗(multifilament yarn)例如呈螺旋狀地纏繞在芯紗(1或複數根單絲2)的外周，並使用合成樹脂製接著劑進行加固而包覆芯紗(1或複數根單絲2)的外周。又，該包覆紗3亦可以是將1根單絲紗呈螺旋狀地纏繞芯紗(1或複數根單絲2)的外周；又，亦可以是將複絲紗以交織成為編帶狀的狀態纏繞在芯紗的外周。又，其他像是由複數根單絲2構成芯紗時，亦可如圖6顯示作成下述構成：預先使用包覆紗3包覆各單絲2，並作成將複數根(在圖示例為3根)被該包覆紗3包覆之各單絲2加以捆紥的狀態，再使用包覆紗3將其包覆。
單絲2含有研磨材粒子(未圖示)。在本實施形態，單絲2所含有的研磨材粒子之特徵在於其硬度比使用刷子用毛材1(刷輥B)之研磨對象軋輥(工件輥R或背托輥BU)的硬度更小，且比使用軋輥之輥軋對象金屬板S的硬度更大。
研磨材粒子的硬度，係首先藉由大於輥軋對象金屬板S的硬度，刷子用毛材1能夠將附著在軋輥之金屬板S的金屬屑從軋輥表面削掉，而發揮對軋輥之優異的研磨力。而且，因為研磨材粒子的硬度小於研磨對象軋輥的硬 度，所以能夠抑制刷子用毛材1將軋輥本身削掉，而能夠防止軋輥過度磨耗掉。如此，本實施形態的刷子用毛材1，係藉由含有上述硬度的研磨材粒子，對軋輥具有良好的研磨性能，能夠使軋輥表面性狀均勻且平滑之同時，能夠有效地抑制軋輥本身的磨耗量。
研磨材粒子、軋輥及金屬板S的硬度，可使用例如依據維氏硬度試驗(JIS Z2244)測得的維氏硬度來進行比較。作為金屬板S的硬度，材質為例如鋁時，施加1kgf的壓入荷重F時，維氏硬度為Hv80左右。又，材質為例如鐵時，施加1kgf的壓入荷重F時，維氏硬度為Hv200~500左右。又，材質為不鏽鋼鋼時，施加1kgf的壓入荷重F時，維氏硬度為Hv200~300左右。另一方面，作為軋輥的硬度，材質為通常使用的高碳鉻鋼系時，施加1kgf的壓入荷重F時，維氏硬度為Hv600~900左右。又，材質為高速鋼(High Speed Steel)時，施加1kgf的壓入荷重F時，維氏硬度為Hv550~750左右。因此，作為研磨材粒子的硬度，施加1kgf的壓入荷重F時，其維氏硬度係以Hv80~640的範圍為佳，以Hv100~600的範圍為較佳。又，研磨材粒子、軋輥及金屬板S的硬度之比較，係比較施加1kgf的壓入荷重F時之維氏硬度，但是只要測定條件相同，維氏硬度亦可以比較施加與1kgf不同的壓入荷重F時之維氏硬度。又，顯示硬度之指標，係除了維氏硬度以外亦有其它各種，亦可將研磨材粒子、軋輥及金屬板S的硬度，使用藉由洛氏硬度(Rockwell hardness)、(JIS Z2245)、布氏硬度(Brinell hardness)試驗(JIS Z2243)、蕭氏 硬度計(JIS Z2246)等所測得的洛氏硬度、布氏硬度、蕭氏硬度等而進行比較，亦能夠將藉由測定所得到的洛氏硬度、布氏硬度、蕭氏硬度等使用硬度換算表(例如SAE J417)、換算式等換算成為維氏硬度而進行比較。
作為具有上述硬度的研磨材粒子，舉例來說，可例示例如鐵製的粒子、鋼或特殊鋼等非鐵金屬製的粒子，其中尤以具有至少1個銳角之鋼砂為佳。鋼砂係經淬火之硬度較高的多角形粒子，作為鋼砂，適合的例子可舉如IKK SHOT株式公司製「TG-20」。該鋼砂的硬度以維氏硬度計為大約Hv450。又，只要是具有比軋輥的硬度小且比金屬板S的硬度大的硬度之材料，若為具有銳角形狀者，亦可使用將金屬線切斷而成之例如鋼丸(steel cut wire)、不鏽鋼丸等，若為無銳角球狀者，亦可使用鐵和鋼的球狀粒子，例如鋼珠(steel shot)或鋼球(steel bead)、不鏽鋼珠、不鏽鋼球等。
此外，作為具有上述硬度之研磨材粒子，還可例示將至少含有糠麩類及酚樹脂之混合物燒成而成之多孔性碳粒子。該多孔性碳粒子可藉由在已脫脂的米糠、麩等糠麩類與酚樹脂的混合物中添加含有適量糊料之水溶液或水進行混煉，並將混煉而成之物在真空中或惰性氣體中進行碳化燒成後，予以冷卻．粉碎分級來製造，適合的例子可舉如三和油脂株式公司製的「RB陶瓷粉體(RBC粉體)」。該RBC粉體的硬度以維氏硬度計為大約Hv440。
研磨材粒子的大小(粒徑)，係以在依據研磨材粒 度JIS R6001規定之研磨粒號碼#36~#3000的範圍為佳，以在#150~#1000的範圍為特佳。
單絲2中研磨材粒子對熱可塑性樹脂的添加量，若舉鋼砂為例，宜相對於熱可塑性樹脂100重量份在20重量份~60重量份的範圍，且在40重量份~50重量份的範圍較佳。此係由於研磨材粒子的添加量小於上述範圍時，刷子用毛材1的研磨力有變為不充分之虞，另一方面，大於上述範圍時，恐致單絲2的強度低落且刷子用毛材1的折損耐久性低落。又，除了研磨材粒子以外，亦能在熱可塑性樹脂中適當地添加劣化防止劑等。
要製造含有上述研磨材粒子之單絲2，係與先前眾所周知的紡絲方法同樣，能夠藉由將熱可塑性樹脂與研磨材粒子混合，將該混合物供給至熔融紡絲機且進行熔融紡出後，進行冷卻且進一步按照必要而進行延伸來製造。
利用上述構成的刷子用毛材1、及使用刷子用毛材1而成之刷輥B，因為單絲2所含研磨材粒子之硬度比軋輥之輥軋對象金屬板S的硬度更大，所以首先，刷子用毛材1能夠將附著在軋輥上之金屬板S的金屬屑從軋輥表面良好地削掉。因此，對軋輥發揮優異的研磨力。而且，因為單絲2所含研磨材粒子的硬度小於研磨對象軋輥的硬度，所以能夠抑制刷子用毛材1將軋輥本身削掉。因此，可有效地防止軋輥因刷子用毛材1而過度磨耗。如此，本實施形態的刷子用毛材1及刷輥B因單絲2含有適當硬度的研磨材粒子，而對軋輥具有良好的研磨性能，能使軋輥的表面性狀均勻且 平滑，同時能有效地抑制軋輥本身的磨耗量。
以上，說明了本發明的一實施形態，但是本發明並非以上述實施形態為限，只要不脫離本發明的宗旨，能夠進行各種變更。例如單絲2的剖面形狀除了圓形以外，亦能夠形成為橢圓形、三角形、矩形及其它不同的形狀。
[實施例1]
以下，顯示實施例及比較例而更具體地本發明。又，本發明係不被下述實施例限定。
(實施例1)
準備1根材質為耐綸6、直徑為2.5mm且混有粒度為46網眼之鋼砂作為研磨材粒子的單絲2，並使用材質為耐綸6、直徑為0.02mm之約940根的包覆紗3對該1根單絲2以4mm節距往S纏繞方向纏繞後，亦往Z纏繞方向以4mm節距纏繞予以包覆。然後，在熱處理爐中將纏繞在單絲2外周之包覆紗3加熱使包覆紗3接著在單絲2而製成刷子用毛材1。
將如以上所製造的刷子用毛材1植設在碟盤，將11片該碟盤重疊而製成刷輥B。又，各碟盤係以等間隔在外周緣形成46個孔穴且在1孔穴植設10根刷子用毛材1。又，刷輥B的外徑為Φ320mm。
(比較例1)
除了將碳化矽混入單絲2代替鋼砂作為研磨材粒子以外，係依照與上述實施例1相同程序製成刷輥B。
使用如以上所製成之實施例1及比較例1的刷輥B，在以下的條件下進行研磨試驗1、2且測定其研磨量。在 磨削試驗1，準備將通常被使用作為輥軋機的軋輥的素材之鋼材(HAP40(日立金屬工具鋼公司製))製成板狀者，在其表面塗布市售的噴霧塗料而形成附著物。在刷子轉數900rpm、壓下量1mm(刷輥B外周的1點接觸鋼材表面起算，按壓1mm的狀態)之條件下，邊將30℃的溫水進行噴霧、邊研磨5秒鐘且測定在該形成有表面附著物的鋼材表面之附著物的研磨量。在磨削試驗2，係除了研磨時間以外與研磨試驗1同條件、亦即在刷子轉數900rpm、壓下量1mm，邊將30℃的溫水進行噴霧、邊研磨300秒鐘且測定與在研磨試驗1所使用者相同板狀的鋼材(HAP40(日立金屬工具鋼公司製))表面之鋼材的研磨量。將測定結果顯示在表1。又，在研磨試驗1，附著物的研磨量，係首先測定在表面形成附著物前之鋼材的重量後，測定在表面形成附著物後之鋼材的重量，藉由其重量差來測定研磨前的附著物之平均單位面積的重量g/m2。隨後，測定研磨後之附有附著物的鋼材的重量，藉由只有鋼材的重量之重量差，來測定研磨後之附著物的平均單位面積的重量g/m2。而且，藉由將研磨前後的附著物之平均單位面積的重量g/m2進行比較，而能夠測定附著物的研磨量。又，在研磨試驗2，鋼材的研磨量，係測定研磨前之鋼材的重量之後，測定研磨後的重量，藉由將研磨前後的鋼材之平均單位面積的重量g/m2進行比較，而能夠測定鋼材的研磨量。
從表1可清楚確認，關於附著在鋼材(軋輥)表面的附著物之除去性，相較於比較例1之具備在單絲2混有碳化矽的刷子用毛材之刷輥B，實施例1之具備在單絲2混有鋼砂的刷子用毛材之刷輥B可同等甚至更能將附著物除去。另一方面，關於鋼材(軋輥)表面的磨削性，可確認比較例1的刷輥B已將鋼材(軋輥)表面過度地磨削，但是實施例1的刷輥B則幾乎未磨削鋼材(軋輥)。因此，實施例1之具備在單絲2混有鋼砂的刷子用毛材之刷輥B即具有適當的研磨力，故能將鋼材(軋輥)表面所附著的附著物良好地除去之同時，又幾乎未磨削到鋼材(軋輥)，所以能夠極力抑制軋輥之磨耗。
B‧‧‧刷輥
S‧‧‧金屬板
R‧‧‧工件輥

Claims (4)

  1. 一種刷子用毛材，係刷輥所使用的刷子用毛材，該刷輥係用以研磨輥軋金屬板之軋輥；該刷子用毛材包含1或複數根含有研磨材粒子之熱可塑性樹脂製的單絲；前述研磨劑粒子之維氏硬度小於前述軋輥的維氏硬度且大於前述金屬板的維氏硬度；前述研磨劑粒子的維氏硬度在HV80~450之範圍。
  2. 如請求項1之刷子用毛材，其中前述研磨劑粒子係由鐵製或非鐵金屬製的粒子構成。
  3. 如請求項2之刷子用毛材，其中前述研磨劑粒子係由鋼砂構成。
  4. 一種刷輥，係具備如請求項1至3中任一項之刷子用毛材。
TW105114581A 2015-05-11 2016-05-11 刷子用毛材及刷輥 TWI696731B (zh)

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