JP2002283242A - 研磨ブラシ用毛材 - Google Patents

研磨ブラシ用毛材

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JP2002283242A
JP2002283242A JP2001081264A JP2001081264A JP2002283242A JP 2002283242 A JP2002283242 A JP 2002283242A JP 2001081264 A JP2001081264 A JP 2001081264A JP 2001081264 A JP2001081264 A JP 2001081264A JP 2002283242 A JP2002283242 A JP 2002283242A
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JP
Japan
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polishing
bristle material
monofilament
spinning
nylon
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Koji Ozaki
孝司 尾崎
Kenzo Ando
健三 安藤
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Toray Monofilament Co Ltd
Original Assignee
Toray Monofilament Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐屈曲疲労性および折損耐久性が均衡に優れ
た研磨ブラシ用毛材を提供する。 【解決手段】 ポリアミド樹脂に対し、研摩砥粒10〜
30重量%、ヨウ化第一銅0.2〜2重量%および2−
メルカプトベンズイミダゾール0.02〜2重量%を添
加してなる組成物を溶融紡糸したモノフィラメントから
なることを特徴とする研磨ブラシ用毛材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は主として金属などの
被処理物の表面を研磨するために用いる研磨ブラシ用毛
材の改良に関し、さらに詳しくは、被処理物の表面研磨
加工の際における耐屈曲疲労性及び折損耐久性が均衡に
優れた研磨ブラシ用毛材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、鉄板やアルミ板などの金属製
造工程および加工工程などにおいて、表面研磨加工に用
いる研磨用の工業ブラシ材料としては、砥粒粒子を含有
する合成樹脂からなるモノフィラメントが知られてお
り、例えばこの砥粒粒子含有モノフィラメントを毛材と
して植毛したチャンネル、又はディスクブラシロールを
被処理金属表面に押圧し、回転を付与することによっ
て、被処理金属の表面研磨が行われていた。
【0003】そして、砥材粒子含有モノフィラメント毛
材に対する要求性能としては、優れた研磨力と共に、研
磨工程で発生する摩擦熱によりブラシ同士が溶着しない
こと、特に高温で使用する際に折れにくく折損耐久性が
優れること、研磨面を清浄化することを目的としてブラ
シが研磨面に当節する箇所に水、温水、各種エマルジョ
ン、弱アルカリ性液などの液体を散布しつつ作業をする
際の耐湿熱性に優れること、および研磨性能をあげるた
めに、ブラシ毛材を強く押圧して使用する際の耐屈曲疲
労性に優れることなどが挙げられる。
【0004】研磨ブラシ用毛材の耐湿熱性改善について
は、研磨砥粒を含有するポリアミド系繊維に対し、0.
01〜0.15重量%のヨウ化銅を添加した研磨用繊維
が、特開平4−41183号公報により提案されてい
る。
【0005】しかるに、上記特開平4−41183号公
報の研磨用繊維においては、確かに耐湿熱性の改善効果
は得られるものの、耐屈曲疲労性および折損耐久性につ
いては十分な改善効果を得ることができないばかりか、
ヨウ化銅の添加量が0.15重量%を越えると、溶融重
合体中で銅が析出してポリマーの溶融流れが阻害され、
紡糸性が悪化してしまうという問題があった。
【0006】したがって、従来の研磨ブラシ用毛材にお
いては、ブラシロールに植毛された毛材の根本部の屈曲
が繰りかえされた場合に、毛材の根本部が疲労して早期
に破断されるという問題が依然として残されており、毛
材の耐屈曲疲労性および折損耐久性を改善した毛材の実
現がしきりに要望されていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の研磨用ブラシ毛材が有する問題点の解決を課題とし
て検討した結果達成されたものである。
【0008】したがって、本発明の目的は、被処理物の
表面研磨加工の際における耐屈曲疲労性および折損耐久
性が均衡に優れた研磨ブラシ用毛材を提供することにあ
る。
【0009】本発明者らは、上記の目的を達成するため
に鋭意検討した結果、研磨砥粒を含有するポリアミド系
樹脂組成物に対し、特定量のヨウ化第一銅と2−メルカ
プトベンズイミダノールを併用添加した組成物からなる
モノフィラメント毛材が、前記2種類の添加剤の相乗効
果によって、均衡に優れた耐屈曲疲労性および折損耐久
性を発現し、しかもヨウ化第一銅の添加量を従来よりも
高く設定しても、モノフィラメントの紡糸性阻害が解消
できることを見出し、本発明に到達した。
【0010】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の研磨
ブラシ用毛材は、ポリアミド樹脂に対し、研摩砥粒10
〜30重量%、ヨウ化第一銅0.2〜2重量%および2
−メルカプトベンズイミダゾール0.02〜2重量%を
添加してなる組成物を溶融紡糸したモノフィラメントか
らなることを特徴とする。
【0011】また、本発明の研磨ブラシ用毛材において
は、前記ポリアミド樹脂の相対粘度が3.0〜5.0で
あること、前記ポリアミド樹脂がナイロン6、ナイロン
610、ナイロン612およびナイロン12から選ばれ
た少なくとも1種であること、前記モノフィラメントの
糸径が0.2〜3.5mmの範囲であること、および前
記研磨砥粒の番手が#60〜#3000の範囲であるこ
とが、いずれも好ましい条件であり、これらの条件を適
用することにより、さらに優れた効果の取得を期待する
ことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳述する。
【0013】本発明で使用するポリアミド樹脂として
は、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイ
ロン612、ナイロン11、ナイロン12およびこれら
の共重合体などが挙げられるが、実使用において、研磨
ブラシ用毛材は水、温水、各種エマルジョン、および弱
アルカリ性溶液などの液体を散布しつつ作業をすること
がほとんどであることから、なかでも、液体の影響を受
けにくく、吸水率の小さい性質を有するナイロン61
0、ナイロン612およびナイロン12が好ましく使用
される。
【0014】本発明で使用するポリアミド樹脂は、JI
S K6810に規定された98%硫酸法で測定した相
対粘度が3.0〜5.0、特に3.2〜4.5の範囲に
あることが好ましく、上記の範囲未満では毛材の折損耐
久性が不十分となり、また上記の範囲を越えるとモノフ
ィラメントを安定に溶融紡糸することが困難となる傾向
を生じることがある。
【0015】また、本発明で使用する研磨砥粒として
は、コークス粉、ポーキサイト、アルミナ粉などのアル
ミナ系研磨材、白けい石、砥粉などの炭化ケイ素系研磨
材、ダイヤモンド、エメリー、ざくろ石などの天然物系
研磨材、炭化物系研磨材、ジルコニア系研磨材およびガ
ラス系研磨材などが挙げられ、これらは2種以上を併用
することができる。
【0016】ただし、これらの砥材粒子の番手は、研磨
材粒度 JI S R6001(1973)に規定される
#60〜#3000の範囲にあり、ポリアミド樹脂に対
する添加量が10〜30重量%、特に15〜25重量%
の範囲にあることが好ましい。砥材粒子の添加量が上記
の範囲%未満では研削力が不十分となり、また上記の範
囲を越えるとモノフィラメントの強度が低下し折損耐久
性が低下する傾向となるため好ましくない。
【0017】本発明で使用するヨウ化第一銅は、耐屈曲
疲労性の改善効果を発現するものであり、ポリアミド樹
脂に対する添加量は、0.2〜2重量%、特に0.25
〜1.0重量%の範囲にあることが好ましい。ヨウ化第
一銅の添加量が上記の範囲未満では耐屈曲疲労性の改善
効果が不十分であり、また上記の範囲を越えると溶融紡
糸したポリマーをノズルから押し出す際のノズル汚れが
激しくなり、糸切れなどの溶融紡糸の支障をきたし、安
定紡糸することが困難となる傾向を生じることがある。
【0018】また、ヨウ化第一銅と共に併用添加する2
−メルカプトベンズイミダゾールは、ヨウ化第一銅と相
乗的に作用して耐屈曲疲労性および折損耐久性のさらな
る改善効果を発現すると共に、溶融紡糸時におけるヨウ
化第一銅による紡糸ノズルの汚れを抑制するという効果
を奏する。このため、本発明においては、ヨウ化第一銅
をある程度多く添加したとしても、安定に紡糸できると
いう利点がある。ポリアミド樹脂に対する2−メルカプ
トベンズイミダゾールの添加量は、0.02〜2.0重
量%、特に、0.05〜1.0重量%の範囲にあること
が好ましく、上記の範囲未満ではヨウ化第一銅の溶融紡
糸における紡糸ノズルの汚れの抑制効果が不十分であ
り、また上記の範囲を越えるとモノフィラメントの糸質
の強度低下をきたすため好ましくない。
【0019】本発明の研磨ブラシ用毛材としてのモノフ
ィラメントは、ポリアミド樹脂に所定量のヨウ化第一銅
と2−メルカプトベンズイミダールの粉体を直接混合す
るか、またはポリアミド樹脂を溶融させて所定量のヨウ
化第一銅と2−メルカプトベンズイミダールを溶融混合
させたマスターペレットをポリアミド樹脂ペレットと混
合し、さらに必要量の砥材粒子を混合せしめてから、溶
融押出紡糸に供し、紡糸ノズルから紡出せしめた後冷却
し、さらに必要に応じ延伸することによって得ることが
できる。
【0020】このようにして得られるモノフィラメント
の断面形状は、円形以外にも楕円形、三角形、矩形およ
びその他の異形にすることができる。
【0021】モノフィラメントの平均直径は、0.2〜
3.5mm、特に0.4〜3.0mmの範囲が好適であ
る。ここで、モノフィラメントの直径が上記の範囲未満
では、毛腰が弱すぎて研磨効果が小さくなり、上記の範
囲を越えると毛腰が強すぎて、硬く曲げにくくなり、例
えばディスク板などに対する折り曲げ植毛が困難になる
ため好ましくない。
【0022】かくしてなる本発明の研磨ブラシ用毛材
は、耐屈曲疲労性が優れ、かつ折損耐久性に優れた性能
を発揮する。
【0023】したがって、本発明の研磨ブラシ毛材は、
これを所定の長さに切り揃え、回転ブラシとしてチャン
ネル、およびディスクロールに植毛したブラシの態様と
して、特に毛材の押圧が強く過酷な条件の粗研磨加工に
好ましく適用されるばかりか、通常の研磨加工にも有効
に利用することができる。
【0024】
【実施例】以下に、実施例を挙げて、本発明の構成およ
び効果をさらに説明する。
【0025】表1に示した各相対粘度を有する各種ポリ
アミド樹脂に対し、ヨウ化第一銅(添加剤A)および2
−メルカプトベンズイミダール(添加剤B)を、表1に
示した添加量で混合し、さらに粒度番手#240の炭化
ケイ素砥材粒子(昭和電工(株)製)を23重量%添加
することにより、19種類の組成物を調整した。
【0026】次に、上記各組成物を、二軸押出紡糸機に
供し、押出温度250℃の条件で、孔径2.5mmの紡
糸ノズルから溶融紡糸した後、200℃で3.0倍に延
伸することにより、それぞれ直径が0.9mmのモノフ
ィラメントを製造した。
【0027】得られた19種類のモノフィラメントにつ
いて、下記の条件により耐屈曲疲労性、折損耐久性およ
び紡糸安定性を評価した結果を表1に併せて示す。 [耐屈曲疲労性の評価方法]上記各モノフィラメントの
耐屈強疲労性は、下記の自社強制テスト方法により評価
した。すなわち、JIS P8115記載のMIT試験
機を用いて、荷重15.7N(1.5Kgf)、毎分1
75±10回の速度で、270°折り曲げ、試験片が切
れるまでの往復折れ曲げ回数、すなわち、屈曲疲労性を
5回測定し、その平均値を求めた。 [折損耐久性の評価方法]上記各モノフィラメントを熱
風循環式オーブンに入れ、140℃で8日間乾熱処理す
る。そしてこの乾熱処理したモノフィラメントと未処理
のモノフィラメントの試験片について、上記と同様にし
て各耐屈強疲労性を測定し、折損耐久率を次式によって
算出した。
【0028】折損耐久率(%)=A/B×100 ここで、A:140℃で8日間乾熱処理後の耐屈曲疲労
性 B:乾熱処理しないものの耐屈曲疲労性 [紡糸安定性の評価方法]上記各組成物の溶融紡糸およ
び延伸工程における口金孔汚れと延伸斑の発生を24時
間、目視観察して、結果を下記のとおり相対比較判定し
た。
【0029】◎‥‥紡糸ノズル汚れがなく、延伸斑もな
く紡糸性はきわめて良好。
【0030】○‥‥紡糸ノズル汚れがほとんどなく、延
伸斑もなく紡糸性は良好。
【0031】△‥‥紡糸ノズル汚れが多く、延伸斑があ
り、紡糸性は不安定。
【0032】×‥‥紡糸ノズル汚れが多く、延伸不能状
態。
【0033】
【表1】 上記表1の結果から明らかなように、本発明の研削用モ
ノフィラメント(実施例1〜8)は、耐屈曲疲労性およ
び実使用における折損耐久性能が均衡に優れ、かつ、紡
糸安定性にも優れている。
【0034】一方、ヨウ化第一銅と2−メルカプトベン
ズイミダールを添加しないで得た研削用モノフィラメン
ト(比較例1)は、耐屈曲疲労性および折損耐久性能が
著しく劣るものであり、ヨウ化第一銅のみを添加して得
た研削用モノフィラメント(比較例2,4,5,6,
7,8,9)は、折損耐久率が低く実使用の耐久性が劣
るばかりか、特にヨウ化第一銅の添加量を増した場合に
は、紡糸ノズル汚れが発生して紡糸安定性が著しく阻害
される傾向が見られた。また、ヨウ化第一銅の添加量を
0.2重量%以下と少なくして得た研削用モノフィラメ
ント(比較例3)は、例え2−メルカプトベンズイミダ
ールを併用添加したししても、耐屈曲疲労性および折損
耐久性能がいまだに劣るものであった。さらに、相対粘
度が3.0を下回る樹脂を使用して得た研削用モノフィ
ラメント(比較例10,11)は、耐屈曲疲労性および
紡糸安定性が劣るものであった。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の研削用モ
ノフィラメントは、被処理物の表面研磨加工の際におけ
る耐屈曲疲労性および折損耐久性が均衡に優れたもので
あり、金属、塗装面、木材およびコンクリートなどの表
面に対する工業的研削や研磨手段に好ましく適用するこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3C063 AA07 AB09 BA17 BB02 BB03 BB04 BC03 BD01 BH04 CC30 EE26 FF05 FF06 FF23 4L035 AA05 BB31 BB89 BB91 DD14 FF01 HH10 JJ06 JJ07 JJ21 JJ22 KK01 KK05 KK08

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリアミド樹脂に対し、研摩砥粒10〜
    30重量%、ヨウ化第一銅0.2〜2重量%および2−
    メルカプトベンズイミダゾール0.02〜2重量%を添
    加してなる組成物を溶融紡糸したモノフィラメントから
    なることを特徴とする研磨ブラシ用毛材。
  2. 【請求項2】 前記ポリアミド樹脂の相対粘度が3.0
    〜5.0であることを特徴とする請求項1に記載の研磨
    ブラシ用毛材。
  3. 【請求項3】 前記ポリアミド樹脂が、ナイロン6、ナ
    イロン610、ナイロン612およびナイロン12から
    選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項
    1または2に記載の研磨ブラシ毛材。
  4. 【請求項4】 前記モノフィラメントの糸径が0.2〜
    3.5mmの範囲であることを特徴とする請求項1〜3
    のいずれか1項に記載の研磨ブラシ毛材。
  5. 【請求項5】 前記研磨砥粒の番手が#60〜#300
    0の範囲であることを特徴とする請求項1〜4のいずれ
    か1項に記載の研磨ブラシ用毛材。
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