(57)【要約】本発明は、金属ストリップ加工のために使用されたローラの洗浄方法に関する。前記方法によると、ローラ表面は水性アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物洗浄液または酸性洗浄液で洗浄され、洗浄液は除去され、ローラ表面は乾燥される。ローラ（１）を洗浄するための機械は、洗浄対象ローラ（１）を位置決めするために設計された洗浄用取付け台（１０）と、少なくとも１つの洗浄溶液を洗浄対象ローラ（１）のローラ表面に塗布するための少なくとも１つの手段（６、７、１４）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ストリップ加工に使用されたロールの洗浄方法であって、ロール表面が水性アルカリ金属またはアルカリ土類金属水酸化物洗浄液または酸性洗浄液で洗浄される方法において、前記ロールの前記表面は、第１の、および少なくとも１つの第２の、アルカリまたは酸性洗浄液で次々と洗浄され、前記第１のアルカリ性洗浄液は、前記第２のアルカリ性洗浄液より高い水酸化物イオン濃度を有する、または、前記第１の酸性洗浄液は、前記第２の酸性洗浄液より高い鉱酸またはカルボン酸濃度を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の洗浄液における前記アルカリ金属水酸化物の濃度は、前記洗浄液の重量に対して２〜４重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の洗浄液における前記アルカリ金属水酸化物の濃度は、前記洗浄液の重量に対して０．３〜１重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の酸性洗浄液における前記鉱酸またはカルボン酸の濃度は、前記酸性洗浄液の重量に対して２〜４重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の酸性洗浄液における前記鉱酸またはカルボン酸の濃度は、前記酸性洗浄液の重量に対して０．３〜１重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１および／または第２の洗浄液は、アルカリまたはアルカリ土類ポリリン酸塩を含有することを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項以上に記載の方法。
【請求項７】
前記第１および／または前記第２の洗浄液および前記第１および／または前記第２の酸性洗浄液は、脱脂剤を含有することを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項以上に記載の方法。
【請求項８】
前記脱脂剤は、錯化脱脂剤であることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項以上に記載の方法。
【請求項９】
−  アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物と脱脂剤とを含有する前記第１の洗浄液で前記ロールを洗浄するステップと、
−  アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物を含有する前記第２の洗浄液で前記ロールを洗浄するステップであって、前記第１の洗浄液における前記アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物の濃度は、前記第２の洗浄液における濃度より高い、ステップと、
−  第３の洗浄液としての脱イオン水で前記ロールを濯ぐステップと、
−  アルカノールまたはアルカノール／水混合物を含有する第４の洗浄液で前記ロールを洗浄し、その後に前記ロールを乾燥させるステップと、
を次々と洗浄対象ロールに対して実施することを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項以上に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の洗浄溶液における前記アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物の濃度は、前記洗浄溶液の重量に対して２〜４重量％に調整され、前記第２の洗浄溶液における前記アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物の濃度は、前記洗浄溶液の重量に対して０．３〜１重量％に調整されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
−  鉱酸または炭素酸と脱脂剤とを含有する前記第１の洗浄液で前記ロールを洗浄するステップと、
−  鉱酸または炭素酸を含有する前記第２の洗浄液で前記ロールを洗浄するステップであって、前記第１の洗浄液における前記鉱酸または炭素酸の濃度は前記第２の洗浄液における濃度より高い、ステップと、
−  前記ロールを第３の洗浄液としての脱イオン水で濯ぐステップと、
−  アルカノールまたはアルカノール／水混合物を含有する第４の洗浄液で前記ロールを洗浄し、前記ロールを乾燥させるステップと、
が次々と洗浄対象ロールに対して実施されることを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項以上に記載の方法。
【請求項１２】
前記洗浄および濯ぎステップ中、前記洗浄対象ロールを乾いた状態で走行させないことを特徴とする、請求項１〜１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ロールは、製造プラントのローラミルにおいて、前記ロールへの前記複数の洗浄液の連続吹き付けによって洗浄されることを特徴とする、請求項１〜１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
鋼およびアルミニウム薄板加工に使用されたロール（１）の洗浄用装置であって、
−  洗浄対象ロール（１）を位置決めするために設計された洗浄用取付け台（１０）と、
−  少なくとも１つの洗浄液を洗浄対象ロール（１）の表面に塗布するための少なくとも１つの補助器具（６、７、１４）と、
を備えた装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの洗浄液を塗布するための前記補助器具（６、７、１４）は、少なくとも１つのノズル（６）および／または少なくとも１つの掬い上げローラ（７、１４）を有することを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも１つの洗浄液を塗布するための前記補助器具（６、７、１４）は、少なくとも１つの掬い上げローラ（７、１４）を含み、前記ロール（１）および前記掬い上げローラ（７、１４）は、互いの表面で転動するように配置され、前記ロール（１）および／または前記掬い上げローラ（７、１４）の回転速度を減速させるための手段が設けられる、ことを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
洗浄液用のいくつかのタンク（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）が設けられ、前記タンクは少なくとも１つの洗浄液を塗布するための補助器具（６、７、１４）に弁ユニット（４．１〜４．６、ＭＶ１、ＭＶ２）によって接続されることを特徴とする、請求項１４〜１６の何れか一項以上に記載の装置。
【請求項１８】
前記装置は、前記ロールの前記表面から洗浄液を除去するための補助器具（１２）を少なくとも１つ備えることを特徴とする、請求項１４〜１７の何れか一項以上に記載の装置。
【請求項１９】
前記装置は、前記洗浄後のロールの前記表面を乾燥させるための補助器具を少なくとも１つ備えることを特徴とする、請求項１４〜１８の何れか一項以上に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工された金属薄板のインフィードマーク（独：Einlaufspuren，英：infeed marks）などの不純物およびロール表面上の他の種類の不純物を除去するために、鋼およびアルミニウム薄板の加工に使用されたロールを洗浄するための方法に関する。本発明は、更に、ロールの洗浄用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多種多様なロールが鋼およびアルミニウムの加工に使用されている。これらは、鋼製およびステンレス鋼製ロールを含み、必要であれば、これらをクロムめっきすることもできる。セラミックス表面を有するロールの使用も可能である。鋼およびアルミニウムの加工において、ロールは、特に金属薄板または金属ストリップの圧延、肌理出し、またはスキンパス加工のために使用されている。これらの工業用圧延工程は極めて大きな力を伴うので、ロールは、通常、極めて重い。
【０００３】
これらのワークロールは、工業において製造手段として使用されるとき、特定の制約条件が課せられる。圧延対象のストリップの縁端部によって引き起こされるロール表面のインフィードマークの故に、現在圧延されている金属ストリップの幅が以前のストリップの幅以下になり得ることである。これらのインフィードマークがロールの表面に発生する位置は、薄板またはストリップの縁端部がロールに載っていた位置である。これらインフィードマークは、不純物の堆積物である。このようなインフィードマークがロール上に恒久化すると、その後、このロール上の不純物（インフィードマーク）が現在加工中の金属薄板またはストリップに一切の圧痕を残さないように、そのロールはそれ以下の幅の薄板またはストリップの加工に使用されることになる。
【０００４】
一方では、この状態は、金属薄板の製造シーケンスの融通性を幅広から幅狭へと制限し、他方では、ロール表面のその他の品質／摩耗および実際の稼働時間数に拘らず、インフィードマークを除去するために、ロールの再生が必要な時点が最も幅狭のストリップによって決定される場合さえある。ロールの機械的再生は、計画の融通性のほかに、かなりのコストを生じさせる。研削によるロールの機械的再生は、インフィードマークを除去する必要があるばかりでなく、ロール表面の完全な再調整も必要になる。ロールが研削されて滑らかな表面にならない場合、研削後に、場合によっては極めて複雑な肌理出し法（ＥＤＴ、ＰＤＴ）によって、所望の表面トポグラフィの再調整が必要になり得る。ＥＤＴ法（放電による肌理出し）では、スパーク腐食または放電加工によってロール表面を粗面化する。これは、誘電体を収容したタンク内でワークロールを移動させて電極の前を通過させることによって行われる。火花放電によって小さなクレータがロール表面に複数作られる。必要であれば、所望のロール表面を復元する（発現させる）ために、クロムめっきに加え、更なる工程ステップも必要となり得る。ロール表面の適切な肌理の発現は、ロジスティクスの観点からも、複雑で費用がかかる。したがって、再生間隔の延長は、かなりのコスト削減をもたらすことができるであろう。
【０００５】
したがって、望ましいのは、製造ロールの再生のための所要時間を大幅に短縮することと、他方では、ロールに必要な再生間の使用期間を延長し、ひいてはロールの総寿命を大幅に延長することである。
【０００６】
特許文献１に記載されているのは、金属薄板および金属ストリップ上に堆積した潤滑剤および他の物質を除去するための、金属薄板および金属ストリップの洗浄および装置である。この特許文献は従来技術の工程に基づいており、金属ストリップ上の上記不純物は、ロールの処理後に除去される。特許文献１が推奨しているのは、圧延中に清浄液（独：Reinigungsfluessigkeit，英：cleaning liquid）を金属ストリップに吹き付けると共に、ワークロール表面に移った不純物を除去するためにバックアップロールも清浄液で洗浄することである。ワークロールの洗浄については記載されていない。
【０００７】
特許文献２に記載されているのは、ワークロールの表面からのアルミニウムおよび鉄粉の除去であり、ワークロールが稼働中でないときにアルカリ性洗浄剤をワークロールに吹き付け、その後、圧延中にクーラントを放出するノズルから水をロール表面に吹き付けることによって、アルミニウムおよび鉄粉を除去する。
【０００８】
特許文献３に記載されているのは、ロール、特に電気めっき業界においてローラミルに使用されているロール、の洗浄であって、清浄液をロール表面に吹き付けるために高圧を加えることによって、ロール表面に付着した亜鉛粒子などの不純物を除去する。
【０００９】
特許文献４に記載されているのは、デジタルプリンタにおける転写ローラの洗浄であって、掬い上げローラが清浄液をウェット室から運び、清浄液の均一層を転写ローラに塗布することによって、転写ローラをウェット室に接触させずに洗浄を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第２，２３４，１５３号
【特許文献２】特開昭５７−０３９０１２号
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／０１６８２１５（Ａ１）号
【特許文献４】独国特許出願公開第１０  ２０１２  １０３  ３４０（Ａ１）号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、洗浄が必要な、または再生が必要な、使用された製造ロールの再生を、できる限り自製造プラントにおいて、研削による機械的調整より簡素で時間がかからない工程で行う方法および装置を提供することである。
【００１２】
この目的は、本発明の第１の原理によると、金属製ロールを化学的に洗浄する方法によって達成される。この方法では、少なくとも１つの水性アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物洗浄溶液（独：Erdal- kalimetallhydroxid- Waschfluessigkeit，英：alkaline earth metal hydroxide washing solution）または少なくとも１つの酸性洗浄溶液を使用し、更に、例えば水によって、濯ぐことによって、ワークロールのロール表面が洗浄される。その後、ロール表面を乾燥させることができる。この方法は、ロール表面の、主に金属摩耗物を含有する、不純物の安全な除去を可能にする。
【００１３】
上記の目的は、本発明の第２の原理によると、更に、金属ストリップの加工、好ましくは鋼およびアルミニウムストリップの加工、のために使用されたロールを洗浄するための装置によって達成される。前記装置は、洗浄対象ロールを位置決めするために設計された洗浄用取付け台と、少なくとも１つの洗浄溶液を洗浄対象ロールのロール表面に塗布するための少なくとも１つの手段とを備える。本発明による装置は、特に、本発明の第１の原理による方法を具現化および／または制御するために設計され得る。
【００１４】
本発明による方法および本発明による装置の使用は、研削によるロールの機械的再生間の間隔を大幅に延長する。本発明による方法および装置は、ロール上のインフィードマークの除去を簡素化し、より幅広のストリップの加工が可能になる状態にロールを素早く復元するので、製造シーケンスのより大きな融通性が実現される。本発明による方法および装置は、ロールのより長い総実用寿命ももたらす。本発明による方法および装置は、衝撃による圧痕および圧延に起因する褶曲の除去にも効果的である。ロール表面の機械的損傷は、本発明による方法では修正できない。
【００１５】
本方法は、金属加工に使用されるワークロールであれば如何なる種類のワークロールでもその表面の洗浄を可能にする。洗浄対象ロールは、肌理出しされた、または研削された、表面を有していてもよい。
【００１６】
ロール表面から除去される不純物として、インフィードマーク、圧延油残渣、圧延エマルジョン残渣、衝撃に起因するロール表面上の圧痕、および他の不純物が挙げられる。ただし、洗浄対象ロールの表面構造は損傷されないものとする。
【００１７】
第１および第２の洗浄溶液は、アルカリ金属水酸化物溶液またはアルカリ土類金属水酸化物溶液であることが好ましい。第１および第２の洗浄溶液は、希釈されたアルカリ金属水酸化物水溶液であることが好ましく、水酸化ナトリウム溶液であること特に好ましい。本発明による方法の特に好適な一実施形態において、ロールを洗浄するために、第１および第２の洗浄溶液が次々と使用される。第１の洗浄溶液のアルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物の濃度は、第２の洗浄溶液における濃度より高くし得る。例えば、第１の洗浄溶液のアルカリ金属水酸化物の濃度は、洗浄溶液の重量に対して、２〜４重量％とすることができる。第２の洗浄溶液のアルカリ金属水酸化物の濃度は、洗浄溶液の重量に対して、例えば、０．３〜１重量％とすることができる。濃度が互いに異なる２つのアルカリ金属水酸化物溶液でロールを処理する場合は、この２つのアルカリ金属水酸化物による洗浄の間に、水濯ぎが行われないことが好ましい。
【００１８】
ロールは、１つ以上のアルカリ金属水酸化物溶液による洗浄に続き、水（第３の洗浄溶液）で濯がれることが好ましい。この処理は、アルカリ金属水酸化物を含有する洗浄溶液を除去するために役立つ。使用される水は、脱イオン水であることが好ましい。脱イオン水は、例えば、脱塩のためにイオン交換器に３回通され、これにより精製される。
【００１９】
最後に、水による濯ぎの後、ロール表面上に残っている不純物を除去するために、および／または水を除去するために、およびロール表面を乾燥させるために、炭素原子が１個、２個、３個、または４個の低級アルカノール、あるいは低級アルカノールまたはケトンと水との混合物（第４の洗浄溶液）、でロールを処理できる。この低級アルカノールは、炭素原子が２個または３個のアルカノール、例えばエタノール、イソプロパノール、プロパノール、またはこれらの混合物であることが好ましい。第４の洗浄溶液としてイソプロパノールが使用されることが特に好ましい。ロール表面の洗浄および乾燥のために特に好適であるのは、アルカノールまたはケトンの共沸混合物である。
【００２０】
アルカリ金属水酸化物を含有する洗浄溶液は、界面活性剤、脱脂剤、および／または他の物質など、追加成分を含有し得ることが好ましい。これら追加成分の選択は、洗浄溶液内の不純物の種類および量に応じて行われ得る。
【００２１】
適した界面活性剤は、例えば、非イオンおよびアニオン界面活性剤である。洗浄液（独：Waschloesung，英：washing liquid）中のそれらの濃度は、洗浄溶液の重量に対して、１〜５重量％にし得る。
【００２２】
脱脂剤としてキレート脱脂剤が使用されることが好ましい。キレート脱脂剤は、エマルジョンの形成を防止する。適したキレート脱脂剤は、例えば、ポリリン酸塩、グルコン酸塩、シュウ酸塩、およびクエン酸塩である。洗浄溶液中の脱脂剤の濃度は、洗浄液の重量に対して、最大３重量％とすることができる。
【００２３】
本発明による方法の特に好適な一実施形態によると、ロールの洗浄は４ステップで行われる。４つの清浄液が使用される。すなわち、第１の洗浄溶液、その後に第２の洗浄溶液、次に第３の洗浄溶液としての水による処理、最後に第４の洗浄溶液としてのアルカノールまたはアルカノール／水混合物による処理である。これら４つの洗浄ステップは相次いで実施されることが好ましい。その結果、以下の工程ステップが、好ましくは次々と実施される。
−  アルカリ金属水酸化物と脱脂剤とを含有する第１の洗浄溶液でロールを洗浄するステップと、
−  アルカリ水酸化物を含有する第２の洗浄液でロールを洗浄するステップと、
−  脱イオン水でロールを濯ぐステップと、
−  アルカノールまたはアルカノール／水混合物でロールを洗浄し、その後にロールを乾燥させるステップ。
【００２４】
このアルカリ洗浄法は、アルミニウムまたは鋼ストリップの加工に使用されたロールの洗浄に使用できる。ロールのこのアルカリ洗浄法は、鋼製ロールのために有利である。その理由は、ロール表面をアルカリによって不動態化するからである。
【００２５】
本発明によるロール洗浄方法の一代替実施形態によると、洗浄溶液は鉱酸またはカルボン酸洗浄溶液である。高および低合金鋼製のストリップを含む鋼ストリップの加工に、ならびに銅、チタン、またはマグネシウム、あるいはこれら金属の合金製のストリップの加工に、使用されたロールを洗浄するために、１つ以上の酸性洗浄溶液を使用できる。
【００２６】
鉱酸として、硝酸および硫酸を酸性洗浄溶液中に使用できることが好ましい。カルボン酸として、蟻酸および酢酸が使用されることが好ましい。アルカリ洗浄工程におけるように、第１の酸性洗浄溶液を最初に使用でき、次いで第２の酸性洗浄溶液を使用できる。第１の酸性洗浄溶液は、第２の酸性洗浄溶液より高い酸濃度を有することができる。例えば、第１の酸性洗浄溶液における酸濃度は、第１の酸性洗浄溶液の重量に対して、２〜４重量％とすることができる。第２の酸性洗浄溶液における酸濃度は、第２の酸性洗浄溶液の重量に対して、例えば０．３〜１重量％とすることができる。これらの酸性洗浄溶液は、ロールのアルカリ洗浄工程に使用される第１および第２洗浄溶液と同じ添加剤を同量含有し得る。ロールの酸洗浄工程における第３および第４の洗浄溶液は、ロールのアルカリ洗浄工程と同じものである。
【００２７】
すなわち、ロールの酸洗浄工程は、以下のように実施できることが好ましい。
−  鉱酸またはカルボン酸と脱脂剤とを含有する第１の酸性洗浄溶液でロールを洗浄し、
−  鉱酸またはカルボン酸を含有する第２の洗浄溶液でロールを洗浄し、
−  脱イオン水でロールを濯ぎ、
−  アルカノールまたはアルカノール／水混合物でロールを洗浄し、その後にロールを乾燥させる。
【００２８】
第１および第２の洗浄溶液または第１および第２の酸性洗浄溶液は、ロールの表面に存在する製造工程からの摩耗または他の反応生成物を溶解させる。基本的に、ロール材料は、腐食または損傷されない。本発明により使用される第１および第２の洗浄液は、洗浄溶液であることが好ましい。
【００２９】
本発明の方法によると、ロールの洗浄は基本的に手作業で行える。したがって、ロール表面への洗浄液の塗布または吹き付けを手で、あるいは布、コーティングローラ、または他の何れか適した装置で、行うことができる。洗浄中、洗浄対象ロールを機械的に、または手動で、回転させることができる。あるいは、洗浄液を収容している容器（独：Becken，英：basin）にロールを部分的または完全に浸し、回転させることもできる。ロール表面の一部のみが洗浄溶液に浸かるように、ロールは容器に部分的にのみ浸けられることが好ましい。１つ以上の円筒形ブラシ、ゴム被膜付きピンチローラ、不織ローラ、ノズルバー、および／またはこれらの組み合わせによって、ロール表面の洗浄を増強できる。
【００３０】
本発明の第２の原理による装置は、洗浄対象ロールの位置決めのために設計された洗浄用取付け台を有する。洗浄用取付け台は、ロールをそれ自身の軸線に沿って回転させるように設計されることが好ましい。洗浄用取付け台は、ロールを装置に対して位置決めするためにも使用できる。例えば、ロールは洗浄用取付け台において、高さの調節が可能および／または枢動可能であり得る。特に、ロールは、ロールが金属加工に使用されるときもロールがそこに支持されるベアリング区間に位置決めまたは支持される。さまざまな種類のロールを位置決めするためのアダプタを設けることができる。チョック、すなわち自身のベアリングを有するロール、を製造工程から使用できる。これは、チョックの分解および再組み付けのための時間の節減という利点を有する。ただし、洗浄用取付け台は、それ自身のベアリングをロール用に備えることもできる。
【００３１】
本発明の第２の原理による装置の少なくとも１つの洗浄液を塗布するための手段は、特に、洗浄液をロール表面に吹き掛ける、および／または吹き付ける、ために設計される。少なくとも１つの洗浄溶液を塗布するための手段は、少なくとも１つの洗浄液自体、特に水性アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物洗浄液、を備えることもできる。１つ以上の洗浄溶液は、タンクで供給され得る。１つ以上の洗浄溶液の更なる可能な組成については、本方法の上記説明を参照されたい。
【００３２】
本装置の一実施形態において、少なくとも１つの洗浄液を塗布するための手段は、少なくとも１つのノズル、および／または少なくとも１つの掬い上げローラ、を有する。ロール表面への吹き付けのために１つのノズルを配置できる。この場合、特に、ロールを回転させてその表面全体に沿って吹き付けることができるように、ロールは取り付けられるものとする。複数のノズルがロール表面の軸線に沿ってできる限り一様に洗浄液を塗布できるように、ロールの軸線の方向にいくつかのノズルを配置することができる。代わりに、または加えて、可動ノズルがロール軸線に沿って表面を横行できるように、１つ以上の可動ノズルを配置することもできる。装置は、ノズルの中身を加圧するためのポンプを少なくとも１つ具備し得る。あるいは、清浄液を収容している４つのタンクの各々毎に１つのポンプを設けて、装置を作動させることもできる。
【００３３】
特に、掬い上げローラは、掬い上げローラとロール表面との間の接触によって、洗浄液をロール表面に塗布するように設計可能である。ロールと掬い上げローラとは、ロールと掬い上げローラとが互いの表面で転動できるように、配置されることが好ましい。したがって、ロールおよび掬い上げローラの回転は、ロールの全面に沿って洗浄液が塗布されることを保証する。この目的のために、洗浄用取付け台にあるロール、および／または掬い上げローラ、を駆動または回転させるために、特に、専用の補助器具、例えば、ロールおよび／または掬い上げローラを回転させるための少なくとも１つの電気モータ、が設けられる。
【００３４】
掬い上げローラを規定の、特に調整可能な、圧力でロール表面に接触させるように、掬い上げローラの取り付けは、ばね仕掛け機構、油圧または空気圧システム、によって、あるいは重力を作用させることによって、行うことできる。掬い上げローラは、洗浄液の塗布に加え、ローラ表面に対する機械的作用、例えば、洗浄を支援するためのブラッシング作用、をもたらすためにも設計可能である。掬い上げローラの表面材料は、洗浄液の塗布、および／または機械的作用、の向上に適切であるように選択できる。装置は、その表面に不織布が設けられた掬い上げローラを備えることが好ましい。不織布は、掬い上げローラによる洗浄液の吸収を助長できるばかりでなく、ブラッシング作用によってロール表面に作用することもできる。代わりに、または加えて、掬い上げローラの表面にゴム被膜を設けることもできる。
【００３５】
掬い上げローラは、特に、液体タンクまたは容器と併用される。この場合、容器をロールの下に取り付けることができる。したがって、容器は、使用済みの洗浄液を集めることができる。この場合、特に、使用済みの洗浄液の再循環のために、補助器具が設けられる。したがって、使用済みの洗浄液を、更なる使用のために、タンクに、および／または、少なくとも１つの洗浄液を塗布するための手段に、再循環させることができる。
【００３６】
装置の一実施形態は、容器付きの掬い上げローラを提供する。この場合、掬い上げローラが容器内の洗浄液とロール表面とに同時に接触するように、掬い上げローラを配置できる。したがって、掬い上げローラは、洗浄液を容器から掬い上げてそれをロール表面に塗布できる。
【００３７】
好適な一実施形態において、装置は、掬い上げローラとノズルとの組み合わせを少なくとも１つ有する。ノズルは、特に、洗浄液の塗布のために使用できる。この場合、掬い上げローラは洗浄効果を高めると共に、特に、容器からの洗浄溶液の掬い上げを可能にする。ノズルは、ロール表面および／または掬い上げローラに洗浄液を吹き付けるように設計可能である。ノズルは、ロール表面と掬い上げローラとの間の接触面域に洗浄液を吹き付けるように設計されることが好ましい。
【００３８】
上記のように、ロールと掬い上げローラとは、ロールと掬い上げローラとが互いの表面で転動できるように、配置可能である。例えば、これら表面間の接触は、ロールの回転時に掬い上げローラの回転を可能にし、この逆も可能にする。１つの実施形態は、ローラおよびワークロールの回転速度が互いに異なるように、ロールおよび／または掬い上げローラの回転運動の制動をもたらす。これにより、ロール表面と掬い上げローラとの間にスリップが生じる。このスリップは、洗浄工程を更に向上させることができ、特に、掬い上げローラの機械的効果、例えばブラッシング効果、を高めることができる。代わりに、または加えて、スリップが生じるように、ロールと掬い上げローラの両方を駆動することもできる。
【００３９】
１つの実施形態は、洗浄液用のいくつかのタンクを提供する。この場合、これらタンクは、特に、それぞれ異なる洗浄液または洗浄溶液を供給する。これにより、方法に関して説明したように、いくつかの洗浄ステップをそれぞれ異なる洗浄液または洗浄溶液で行うことが可能になる。それぞれ異なる洗浄溶液／液の塗布は、その洗浄溶液の塗布用に意図された専用の補助器具によって行うことができる。ただし、特に、それぞれ異なる洗浄溶液／液は、共通の塗布手段を介して塗布される。これらタンクは、少なくとも１つの洗浄液を塗布するための補助器具に、弁ユニットを介して接続可能である。この場合、この弁ユニットは、当該補助器具にどの洗浄溶液を供給するかを制御する。
【００４０】
洗浄溶液／液をロール表面から除去するための補助器具を少なくとも１つ設けることによって、装置をグレードアップできる。装置は、例えば、濯ぐための、特に水、アルカノール、またはアルカノール／水混合物を塗布するための、補助器具を含み得る、および／または、少なくとも１つの洗浄液を塗布するための補助器具は、水、アルカノール、またはアルカノール／水混合物をロール表面に塗布するように設計され得る。例えば、水タンク、および／または、特に少なくとも１つのノズルに接続された、給水システムへの複数の供給管路、が設けられる。供給される水は、脱イオン水であることが好ましい。ロール表面上の液体（洗浄溶液／水）の量を減らすために、ロール表面に接触させることができるスクレーパまたはスキージを少なくとも１つ設けることができる。
【００４１】
本発明の特に好適な一実施形態によると、処理対象ロールの側方部分の液体を除去することによってロールのチョックおよび／またはジャーナルへの如何なる液体の滴下も防止するように、複数のスキージが装置に配置される。
【００４２】
装置の別の実施形態によると、洗浄工程を加速するように、ロール表面を乾燥させるための手段が少なくとも１つ設けられる。ロール表面を乾燥させるために、例えば、エアブロワおよび／または加熱ユニットを使用できる。
【００４３】
装置は、自動洗浄用に設計可能である。本発明の第１の原理による方法を実施および／または制御するように設計された制御装置が設けられ得る。この制御装置は、例えば、ロール表面に対する特定の複数の洗浄液の作用を（特に、特定の順序で）予め設定された時点に開始させ得る。この制御ユニットのために、直ちに使用可能な洗浄プログラムを使用できる。制御ユニットは、例えば、ロール／掬い上げローラの回転速度、洗浄溶液の吹き付け圧力、および／または掬い上げローラの対抗圧力を調節および／または監視する。制御ユニットは、洗浄液の除去を開始させる、および／またはロール表面の乾燥を開始させる、こともできる。特に、制御ユニットと通信可能な少なくとも１つのセンサユニット、例えば、温度センサおよび／またはレベルセンサ、が洗浄溶液／液用の容器内に設けられる。制御ユニットは、容器内の充填レベルのレベル制御を行うように設計可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による方法を実施するための装置の一例の概略表現を、洗浄対象ロールと共に、側面図で示す。
【図２】装置の一例の概略表現をロールと共に正面図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
更に、ロールは、専用のロール洗浄ステーションにおいて機械的に洗浄可能である。この場合、ロールを完全に自動的に回転させることができ、各洗浄液はロールに次々と吹き掛けられる、および／または吹き付けられる。ロールの回転速度、洗浄液の吹き付け圧力、掬い上げローラ、例えば不織布掬い上げローラ、の対抗圧力、および洗浄液の作用持続時間を変化させることができ、これらを、自動洗浄工程も助長するように、直ちに使用できる洗浄プログラムに保存できる。処理液は、洗浄ステーションの真下に位置するトラフに集めることも、廃水処理システムに直接給送することもできる。ロールの乾燥は、第２および第３の洗浄溶液によるロールの洗浄前は、回避されることが好ましい。
【００４６】
本発明による方法を具現化するためのロール洗浄システムの一例は、洗浄のためにロール（１）がそこに載置される洗浄用取付け台（１０）を備える。ロール（１）は、自身の軸線を中心に回転できるように、洗浄用取付け台（１０）に取り付けられる。ロール（１）を回転させるために、駆動装置（９）が使用される。液体を集めるための容器またはトラフ（８）がロール（１）の下に位置する。ロール洗浄工程中、この容器（８）を当該洗浄溶液または水で充たすことができ、ロール（１）が洗浄されているとき、この容器（８）に洗浄溶液を集めることができる。回転可能な掬い上げローラ（１４）が洗浄対象ロール（１）の長手方向軸線に平行に取り付けられる。掬い上げローラ（１４）を洗浄対象ロール（１）に接触させるために、ばね仕掛け機構を使用できる。容器（８）からの洗浄溶液をロール（１）に塗布するために、掬い上げローラ（１４）を使用できる。ロール（１）の表面をブラッシングするためにも掬い上げローラ（１４）を使用できる。掬い上げローラ（１４）および／またはローラ（１）を両回転方向に回転させるために、電気モータが使用される。回転速度は、２０ｍ／分または別の速度に設定可能である。掬い上げローラ（１４）の回転速度を制動するための補助器具が設けられる。それぞれの洗浄溶液を複数のノズル（６）を介して洗浄対象ロール（１）に塗布することもできる。各ノズルは、洗浄溶液をロール表面に、および／または掬い上げローラ（１４）に、直接吹き付けることができる。スクレーパ／スキージ（１２）は、一洗浄周期後に、ロールの表面上の、特に洗浄対象ロール（１）の縁端部における、液体（洗浄液／水）の量を減らすために役立つ。
【００４７】
本発明による自動洗浄工程の一例において、洗浄対象ロール（１）は、装置またはロール洗浄システムにおいて洗浄用取付け台（１０）上に位置決めされる。洗浄を開始するために、弁ＭＶ１が開かれ、ポンプＰ１がオンに切り換えられる。電気モータＭ１が洗浄対象ロールをそれ自身の軸線を中心に回転させる。貯蔵タンク（４Ａ）に貯蔵されている強アルカリ洗浄溶液（溶液１：２〜４重量％の水酸化アルカリ）内のキレート脱脂剤がロールに塗布され、ロールは、初めにこの溶液で洗浄される。掬い上げローラ（７）は、ロール（１）をブラッシングし、洗浄工程を支援する。溶液１は落とされ、容器（８）に集められる。容器（８）内の使用済み溶液１は、開いている弁４．１を介して、貯蔵タンク４Ａに戻される。溶液１でロール（１）を３０分洗浄した後、弁４．２は閉じられる。容器内に洗浄液が最早ない場合は、弁４．１も閉じられる。弁４．４が開かれる。アルカリ水酸化物濃度が０．５〜１．０重量％のアルカリ性洗浄液２（溶液２）がタンク４Ｂから、弁４．４によって調節されて、各ノズル（６）に流入し、そこから、更なる洗浄のために、ロール（１）に塗布される。洗浄液２もキレート脱脂剤を含有する。３０分後、各ノズル（６）への溶液２の供給が弁４．４によって遮断される。使用済みの溶液２が容器（８）から貯蔵タンク４Ｂに排出された後、弁４．３も閉じられる。次に、完全に脱イオン化された水が弁ＭＶ３を介して各ノズル（６）に供給され、その後、更なる洗浄のために、ロール（１）に供給される。脱イオン水（脱イオン水−洗浄液３）によるこの洗浄ステップも３０分かけることができ、掬い上げローラ（１４）によって支援される。使用済みの脱イオン水が容器（８）から排出された後、ロール（１）は、洗浄のために、ならびに洗浄水を除去するために、イソプロパノール（溶液４）で洗浄される。このステップも３０分間実施できる。イソプロパノールは容器（８）から排出され、その後、ロール（１）は更に乾燥される。ロールを乾燥させるために、エアブロワを使用できる。
【００４８】
本発明による自動洗浄方法の別の例において、洗浄対象ロール（１）は、カスタマイズされた装置においてロール洗浄システムの洗浄用取付け台（１０）上に位置決めされる。ここで、弁４．２および４．１を開くことによって、開いている弁ＭＶ１を介して、およびポンプ（７．１）を作動させることによって、アルカリ性脱脂洗浄液が貯蔵タンク（４Ａ）から洗浄ローラ（独：Waschwalze，英：washing roller）（１４）の最上部面域に各フラッシュノズルを介して塗布される。洗浄対象ロールが、駆動装置および結合ユニット（９、１０）を介して、適切な速度（例えば、１０ｒｐｍ）で回転されてから、洗浄ローラが洗浄対象ロールまで上昇させられる。洗浄ローラの接触圧を決定するために、空気圧式または液圧式システムを使用できる。このとき、洗浄ローラは、自由に回転されているか、あるいは減速または駆動されているかのどちらかである。
【００４９】
掬い上げローラのために選択される「回転の種類」は、洗浄ローラの被膜、ワークロールの材料、および不純物の種類と濃さなど、さまざまな要素に依存する。ここで、洗浄溶液は、洗浄対象ロールに一様な塗膜層として塗布される。過剰な液体は下に位置するトラフ／容器に落とされる。このとき、ロールの縁端部に、またはロールのジャーナルにも、洗浄液が達しないことがスクレーパ／スキージ（１２）によって保証される。
【００５０】
トラフ／容器（３）に集められた液体（８）は、再循環させてタンクに直接（またはポンプに）自由に流入させることも、あるいは、洗浄ローラを掬い上げローラ（図１）としても使用できるように、レベル測定によって制御して、溜めることもできる。
【００５１】
予め設定された洗浄時間後、弁４．４および４．３を開き、その後まもなく弁４．２および４．１を閉じることによって、第１の洗浄溶液をタンク４Ｂからの第２の洗浄液によって「溢れさせる（独：ueberfahren，英：run over）」。
【００５２】
この「１つから別への移動（独：Ineinanderfahren，英：moving from one into another）」は、洗浄対象ロールが乾いた状態で走行しないことを保証する。乾いた状態での走行を防止する必要があるのは、例えば、一部の金属が酸化化合物を形成し得る場合である。酸化化合物は極めて素早く不溶性になり、ローラ表面の硬度を上回る硬度に達し、この工程において後で圧痕を引き起こし得る。
【００５３】
別の予め設定された洗浄時間後、洗浄液２は落とされ、次に、弁ＭＶ３を介して供給された脱イオン水による濯ぎが行われる。この文脈においても、早期切り換えは、時期尚早なロールの乾いた状態での走行を防止する。
【００５４】
最後に、好ましくは、タンク４Ｃから供給されたイソプロパノール含有率が１０〜２０％の水溶液で濯ぎが実施され、その後、洗浄ローラ（１４）を後退させ、ロール（１）は回転し続け、周囲空気によって、またはブロワの助けを借りて、完全に乾燥される。乾燥したら、回転が停止され、使用準備が整ったロールは洗浄システムの外に出される。
【図１】
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【図２】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年4月17日(2020.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ストリップ加工に使用されたロールの洗浄方法であって、ロール表面が水性アルカリ金属またはアルカリ土類金属水酸化物洗浄液または酸性洗浄液で洗浄される方法において、前記洗浄対象ロールは、アルミニウムストリップ加工に起因する不純物を有するワークロールであり、前記ロールは洗浄用取り付け台において洗浄され、前記洗浄対象ロールの表面は、第１の、および少なくとも１つの第２の、アルカリまたは酸性洗浄液で次々と洗浄され、前記第１のアルカリ性洗浄液は、前記少なくとも１つの第２のアルカリ性洗浄液より高い水酸化物イオン濃度を有する、または、前記洗浄対象ロールの前記表面は、第１の、および少なくとも１つの第２の、酸性洗浄液で次々と洗浄され、前記第１の酸性洗浄液は、前記第２の酸性洗浄液より高い鉱酸またはカルボン酸濃度を有し、前記ロール表面は、前記アルカリまたは酸性洗浄液での洗浄の完了後、水で濯がれる、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の洗浄液における前記アルカリ金属水酸化物の濃度は、前記洗浄液の重量に対して２〜４重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の洗浄液における前記アルカリ金属水酸化物の濃度は、前記洗浄液の重量に対して０．３〜１重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の酸性洗浄液における前記鉱酸またはカルボン酸の濃度は、前記酸性洗浄液の重量に対して２〜４重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の酸性洗浄液における前記鉱酸またはカルボン酸の濃度は、前記酸性洗浄液の重量に対して０．３〜１重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１および／または前記第２の洗浄液および前記第１および／または前記第２の酸性洗浄液は、脱脂剤を含有することを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項以上に記載の方法。
【請求項７】
−  アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物と脱脂剤とを含有する前記第１の洗浄液で前記ロールを洗浄するステップと、
−  アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物を含有する前記第２の洗浄液で前記ロールを洗浄するステップであって、前記第１の洗浄液における前記アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物の濃度は、前記第２の洗浄液における濃度より高い、ステップと、
−  第３の洗浄液としての脱イオン水で前記ロールを濯ぐステップと、
−  アルカノールまたはアルカノール／水混合物を含有する第４の洗浄液で前記ロールを洗浄し、その後に前記ロールを乾燥させるステップと、
を次々と洗浄対象ロールに対して実施することを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項以上に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の洗浄溶液における前記アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物の濃度は、前記洗浄溶液の重量に対して２〜４重量％に調整され、前記第２の洗浄溶液における前記アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物の濃度は、前記洗浄溶液の重量に対して０．３〜１重量％に調整されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記洗浄および濯ぎステップ中、前記洗浄対象ロールを乾いた状態で走行させないことを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記洗浄されたロールの前記表面は乾燥されることを特徴とする、請求項１〜９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
アルミニウム薄板加工に使用された前記ロール（１）は、
−  洗浄対象ロール（１）を位置決めするために設計された洗浄用取付け台（１０）と、
−  少なくとも１つの洗浄液を洗浄対象ロール（１）の前記表面に塗布するための少なくとも１つの補助器具（６、７、１４）と、
を備えた装置において洗浄されることを特徴とする、請求項１〜１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの洗浄液を塗布するための前記補助器具（６、７、１４）は、少なくとも１つのノズル（６）および／または少なくとも１つの掬い上げローラ（７、１４）を有することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの洗浄液を塗布するための前記補助器具（６、７、１４）は、少なくとも１つの掬い上げローラ（７、１４）を含み、前記ロール（１）および前記掬い上げローラ（７、１４）は、互いの表面で転動するように配置され、前記ロール（１）および／または前記掬い上げローラ（７、１４）の回転速度を減速させるための手段が設けられる、ことを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
洗浄液用のいくつかのタンク（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）が設けられ、前記タンクは少なくとも１つの洗浄液を塗布するための補助器具（６、７、１４）に弁ユニット（４．１〜４．６、ＭＶ１、ＭＶ２）によって接続されることを特徴とする、請求項１１〜１３の何れか一項以上に記載の方法。
【請求項１５】
前記装置は、前記ロールの前記表面から洗浄液を除去するための補助器具（１２）を少なくとも１つ備えることを特徴とする、請求項１１〜１４の何れか一項以上に記載の方法。
【請求項１６】
前記装置は、前記洗浄後のロールの前記表面を乾燥させるための補助器具を少なくとも１つ備えることを特徴とする、請求項１１〜１５の何れか一項以上に記載の方法。
【国際調査報告】
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