JP2004089394A - ブラシ用毛材及びこれを用いた工業用ブラシ - Google Patents

Abstract

【課題】被清浄面を傷つけることなく研磨・清浄効果を発揮し、硬さのバラツキによる研磨・清浄効果のバラツキを生じたりすることのない金属面等の研磨・清浄化に好適なブラシ用毛材を提供する。
【解決手段】主体部がポリエステル系重合体あるいはポリアミド系重合体であって、横断面の少なくとも表面の一部に主体部の重合体の融点よりも低い融点を有する高分子重合体が配されたフィラメントからなり、強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である複合合成繊維マルチフィラメント糸の撚糸であって、撚糸後両融点の間の温度で加熱され、構成フィラメント間の少なくとも一部が融着している。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属面等の表面を研磨したり、汚れを除去・清浄したりする際に用いられる工業用ブラシの毛材に適したブラシ用毛材及びこれを用いた工業用ブラシに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から金属面等の表面を研磨したり、汚れを除去・清浄したりする際に用いられる工業用ブラシの毛材としては、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂からなるモノフィラメント糸を用いることがよく知られている。さらに金属面等の被清浄面を傷つけることなく清浄効果をもたらすことが求められてきて、毛材として、構成単糸の繊度の小さい熱可塑性樹脂からなるマルチフィラメント糸を合撚糸した後に、集束性を増し腰をもたせるために樹脂加工を施したものが用いられるようになってきている。このようなマルチフィラメント糸の合撚糸に樹脂加工を施したものは、合撚糸の長さ方向に樹脂付着斑ができやすく、合撚糸の内部には樹脂が浸透しにくいので合撚糸の外側と内部では付着差があるので、毛材の硬さの差により清浄効果にバラツキを生じたり、樹脂付着の多い部分では被清浄面を傷つけてしまったりする問題を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような現状に鑑みて行われたもので、被清浄面を傷つけることなく研磨・清浄効果を発揮し、硬さのバラツキによる研磨・清浄効果のバラツキを生じたりすることのないブラシ用毛材、及びこの毛材を用いた被清浄面を傷つけることなく研磨・清浄効果を発揮し、硬さのバラツキによる研磨・清浄効果のバラツキを生じたりすることのない工業用ブラシを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するものであり、主体部がポリエステル系重合体あるいはポリアミド系重合体であり、横断面の少なくとも表面の一部に主体部の重合体の融点よりも低い融点を有する高分子重合体が配されたフィラメントからなり、強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である複合合成繊維マルチフィラメント糸の撚糸であって、撚糸後両融点の間の温度で加熱され、構成フィラメント間の少なくとも一部が融着していることを特徴とするブラシ用毛材、及び主体部がポリエステル系重合体あるいはポリアミド系重合体であり、横断面の少なくとも表面の一部に主体部の重合体の融点よりも低い融点を有する高分子重合体が配されたフィラメントからなり、強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である複合合成繊維マルチフィラメント糸の撚糸であって、撚糸後両融点の間の温度で加熱され、構成フィラメント間の少なくとも一部が融着しているブラシ用毛材を毛材として用いてなることを特徴とする工業用ブラシを要旨とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明を行う。
本発明のブラシ用毛材は、主体部がポリエステル系重合体あるいはポリアミド系重合体であり、横断面の少なくとも表面の一部に主体部の重合体の融点よりも低い融点を有する高分子重合体が配されたフィラメントからなる複合合成繊維マルチフィラメント糸を撚糸後加熱処理して得られるものである。本発明のブラシ用毛材を構成する複合合成繊維マルチフィラメント糸は、二つの重合体を複合紡糸して得られるフィラメントからなるものである。その一つは、フィラメントの主体をなす重合体であって、ポリエステル系重合体あるいはポリアミド系重合体である。今一つは、主体となるポリエステル系重合体あるいはポリアミド系重合体の融点よりも低い融点を有する高分子重合体である。
【０００６】
フィラメントの主体部をなす重合体であるポリエステル系重合体としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンテレフタレートを主たる成分とするものであってポリエチレンテレフタレートの特性を損なわない程度に、特に２４０℃以上の融点を保持する程度に、第三成分を共重合したり、添加剤を併用して重合したポリエステルが挙げられる。重合時に併用する添加剤としては、耐熱剤、紫外線吸収剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤等が挙げられる。
【０００７】
フィラメントの主体部をなす重合体であるポリアミド系重合体としては、ナイロン６６、ナイロン６、ナイロン４６等が挙げられる。これらの重合時に添加剤として、耐熱剤、紫外線吸収剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤等が併用されていてもかまわない。
【０００８】
主体となるポリエステル系重合体の融点よりも低い融点を有する高分子重合体としては、主体となるポリエステル系重合体と相溶性・接着性を有する重合体であるのが好ましく、ポリエステル系共重合体、ポリオレフィン系重合体、アクリル系重合体等が挙げられる。これらの中ではポリエステル系共重合体であるのが好ましい。この低融点側の高分子重合体の融点としては、１００℃以上であるのが好ましく、１３０℃以上であるのがさらに好ましい。また、この融点は、主体となるポリエステル系重合体の融点よりも２０℃以上低いのが好ましい。
【０００９】
低融点高分子重合体として用いることのできるポリエステル系共重合体としては、次のような重合体がある。
まず、２塩基酸もしくはその誘導体の１種または２種以上とグリコール類の１種または２種以上とを共重合して得られるポリエステル系共重合体が挙げられる。
この場合に用いることのできる２塩基酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、Ｐ−オキシ安息香酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族塩基酸、蓚酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族２塩基酸、１，２−シクロブタンカルボン酸等の脂環族２塩基酸等が挙げられる。グリコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンタンジオール、Ｐ−キシレングリコール等やポリエチレングリコール、ポリテロラメチレングリコール等のポリアルキレングリコール類が挙げられる。
【００１０】
また、低融点高分子重合体として芳香族ポリエステルと脂肪族ラクトンとを共重合した共重合ポリエステルを用いるのも好ましい。芳香族ポリエステルとしては、エチレンテレフタレート単位及び／又はブチレンテレフタレート単位の重合体、あるいはこれにさらにイソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、エチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール等を共重合したものであり、共重合される成分の総和がポリエステルの構成成分の単位モル数に対して２０モル％以下程度であるものが好ましい。脂肪族ラクトンとしては、炭素数４〜１１のラクトンを単独で用いても２種以上を混合して用いてもよく、特に好適なラクトンとしては、ε−カプロラクトンやδ−バレロラクトンが挙げられる。脂肪族ラクトンがε−カプロラクトンである場合、その共重合割合は、３〜８０モル％であるのが好ましい。ε−カプロラクトンの共重合割合が３モル％未満であると、主体部としてのポリエステル系重合体との融点差を充分取ることが難しく、熱処理時に主体部としてのポリエステル系重合体も溶融しはじめて強度を維持できなくなってしまう可能性がある。ε−カプロラクトンの共重合割合が８０モル％を超えると、融点が低くなりすぎて、高温雰囲気で使用する際に毛材の硬さを維持できなくなって研磨・清浄効果を維持できなくなってしまう可能性がある。
【００１１】
主体となるポリアミド系重合体の融点よりも低い融点を有する高分子重合体としては、同系のアミド結合を有する重合体から選定されるのが好ましい。主体となるポリアミド系重合体が融点の高いナイロン４６やナイロン６６の場合には、低融点高分子重合体としてこれらとは融点差のあるナイロン６を選定しることもできる。さらに融点の低いポリアミド系重合体としては、ナイロン１０、ナイロン１７、ナイロン６／６６共重合体等を挙げることができる。
【００１２】
複合合成繊維マルチフィラメント糸を構成するフィラメントは、その横断面の例を図１に示すように、横断面の少なくとも表面の一部に主体となる重合体の融点よりも低い融点を有する高分子重合体が配されている。図１において、（Ａ）と（Ｂ）は、横断面の表面の全てが低融点高分子重合体で覆われている場合を示していて、（Ａ）はいわゆる芯鞘型複合フィラメント、（Ｂ）は、偏芯芯鞘型複合フィラメントの例である。このように横断面の表面の全体に低融点高分子重合体が存在しているようにしておくと、均一な硬さでもって集束させ、充分な硬さを有する毛材を得ることができる。
【００１３】
図１の（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、横断面の表面の一部に低融点高分子重合体が存在し、主体となる重合体も表面に出ている例である。このように横断面の表面の一部にのみ低融点高分子重合体が存在するようにしておくと、構成フィラメント同志が全体に融着してしまうことがなく、集束は充分にしていて、硬すぎることがない適度の柔軟性を有した毛材が得やすくなる。またブラシを形成させた後に毛先部分を毛割れさせることも容易にできるようになる。こうすると細い繊度のフィラメントで研磨・洗浄することになるので被清浄面を傷つける可能性を非常に小さくすることができる。
【００１４】
複合合成繊維マルチフィラメント糸を構成するフィラメントの横断面における主体部となる重合体と低融点高分子重合体の割合は、５０／５０〜９５／５であるのが好ましい。主体部となる重合体の割合が少なくなるとマルチフィラメント糸の強度が低くなり、低融点高分子重合体の割合が少な過ぎると、熱処理によるフィラメント間の接着部が少なくて腰のない毛材となってしまうおそれがある。
【００１５】
本発明のブラシ用毛材を構成する複合合成繊維マルチフィラメント糸の強度は、３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要である。強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、研磨・清浄作用中に繊維自身が擦り切れて塵となって被作用面に付着してしまったりする可能性がある。
【００１６】
本発明のブラシ用毛材は、上記の複合合成繊維マルチフィラメント糸を撚糸し、熱処理することによって得ることができる。撚糸は、このマルチフィラメント糸が収束性を保つに十分な最低限の撚数で行われればよい。採用される撚数としては、２０〜２００回／ｍである。またマルチフィラメント糸の繊度がブラシ用毛材として十分な太さでなければ、上記のマルチフィラメント糸を適宜合糸して撚糸する合撚を行えばよい。合撚を行う場合において、マルチフィラメント糸の主体部がポリエステル系重合体である場合、通常のポリエチレンテレフタレートからなるポリエステルマルチフィラメント糸を合撚してもよい。また、マルチフィラメント糸の主体部がポリアミド系重合体である場合、通常のナイロン６６やナイロン６等のポリアミド系マルチフィラメント糸を合撚してもよい。
【００１７】
熱処理は、複合フィラメントの両成分の融点の間の温度で行い、複合合成繊維マルチフィラメント糸を構成するフィラメント間の少なくとも一部を融着させる。構成フィラメントが融着していることにより、集束を維持すると共に研磨・清浄作用を行うに適した硬さをもたらすことができる。
【００１８】
本発明の工業用ブラシは、上記のブラシ用毛材を毛材として用いたブラシである。本発明の工業用ブラシとしては、ブラシロールの形状となっているものが好ましい。ブラシロールとしては、所定の長さに裁断した毛材を周縁部に植設した多数枚のディスクを互いに密着状態でシャフトに軸嵌させたディスク式ブラシロールや所定の長さに裁断した毛材を溝内に植設した横断面コ字形の長尺のチャンネル材をシャフトにスパイラル状に巻回したチャンネル式ブラシロールが好適である。このブラシロールは、被清浄面に回転しながら接触し、汚れ等を落とす研磨機能と落とした汚れ等を払拭・除去する洗浄機能を果たす。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、実施例における性能の評価は、次の方法で行った。
（１）引張強力、強度
オートグラフ試験機で掴み間隔２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分の条件にて強力を測定し、強度はこれを繊度で除して算出した。
（２）曲げ硬さ
試料長２．５４ｍｍで東洋精機株式会社製ガーレー式スティッフネス試験機でｎ＝２０で測定し、平均値とバラツキ（最大値−最小値）を算出した。
【００２０】
実施例１
主体部に融点が２６０℃のポリエチレンテレフタレートを配し、低融点ポリエステル系重合体としてポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート（モル比１／１）に、このアルキレンテレフタレート単位全体とε−カプロラクトンの総モル数に対し、ε−カプロラクトンを１２モル％共重合した融点が１６１℃の共重合ポリエステルを用いた、図１（Ａ）の芯鞘型断面で芯鞘質量比が７３／２７の芯鞘型複合マルチフィラメント糸１１００デシテックス／９６フィラメント（強度５．０ｃＮ／デシテックス）を２本合わせて合撚機で撚数６０ｔ／ｍで合撚した後、熱処理加工機を用いて１７０℃×１分間の定長加熱処理を行い、本発明のブラシ用毛材を得た。
得られたブラシ用毛材は、引張強力が１００Ｎ、曲げ硬さが２×１０^−３ｃＮであり、曲げ硬さのバラツキは０．１×１０^−３ｃＮで、硬さのバラツキの非常に小さいものであった。
得られたブラシ用毛材を１００ｍｍの長さに裁断し、鋼板を各辺が８ｍｍのコ字形断面になるように折曲したチャンネルにＵ字形に植設し、これを２５０ｍｍφの鋼管に溶接しながらスパイラル状に巻回固定し、毛先を刈り揃えて外径が３４０ｍｍの本発明の工業用ブラシロールを得た。得られたブラシロールは、均一な硬さの毛材を有するものであった。
【００２１】
実施例２
実施例１と同じ重合体を用いた断面が図１（Ｅ）で、主体部と低融点重合体の質量比が８０／２０の複合マルチフィラメント糸１１００デシテックス／９６フィラメント（強度４．５ｃＮ／デシテックス）を２本合わせて合撚機で撚数６０ｔ／ｍで合撚した後、熱処理加工機を用いて１７０℃×１分間の定長加熱処理を行い、本発明のブラシ用毛材を得た。得られたブラシ用毛材は、引張強力が９０Ｎ、曲げ硬さが１．５×１０^−３ｃＮであり、曲げ硬さのバラツキは０．１×１０^−３ｃＮで、硬さのバラツキの非常に小さいものであった。また、得られたブラシ用毛材を用いて、実施例１と同様にして、本発明の工業用ブラシを得た。毛先を刈り揃えた後、鋼線を毛材としたブラシロールにて、毛先をほぐす作用を施すと実施例１よりも均一にほぐすことができた。
【００２２】
比較例１
ポリエチレンテレフタレートからなるポリエステルマルチフィラメント糸１１００デシテックス／９６フィラメントを２本合わせて合撚機で撚数６０ｔ／ｍで合撚した後、アクリル樹脂液に含浸後、１７０℃×１分間のの定長加熱処理を行い、比較例１のブラシ用毛材を得た。得られたブラシ用毛材の引張強力は１２７Ｎ、曲げ硬さが１．７×１０^−３ｃＮ、曲げ硬さのバラツキが０．５×１０^−３ｃＮであって、硬さのバラツキの大きいものであった。このブラシ用毛材を用いて、実施例１と同様にして比較例の工業用ブラシを得た。
【００２３】
実施例３
主体部に融点が２１５℃のナイロン６を配し、低融点ポリアミド系重合体として融点が１５０℃のナイロン１７を用いた、図１（Ａ）の芯鞘型断面で芯鞘質量比が７３／２７の芯鞘型複合マルチフィラメント糸１１００デシテックス／９６フィラメント（強度４ｃＮ／デシテックス）を２本合わせて合撚機で撚数６０ｔ／ｍで合撚した後、熱処理加工機を用いて１６０℃×１分間の定長加熱処理を行い、引張強力８０Ｎ、曲げ硬さ１．２×１０^−３ｃＮ、曲げ硬さのバラツキが０．１×１０^−３ｃＮの本発明のブラシ用毛材を得た。得られたブラシ用毛材を用いて、実施例１と同様にして本発明の工業用ブラシを得た。得られたブラシロールは、均一な硬さの毛材を有するものであった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、被清浄面を傷つけることなく研磨・清浄効果を発揮し、硬さのバラツキによる研磨・清浄効果のバラツキを生じたりすることのない金属面等の研磨・清浄化に好適な工業用ブラシを提供することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いることのできる複合合成繊維フィラメントの断面の例である。
【符号の説明】
１　主体部
２　低融点重合体

Claims (2)

1. 主体部がポリエステル系重合体あるいはポリアミド系重合体であり、横断面の少なくとも表面の一部に主体部の重合体の融点よりも低い融点を有する高分子重合体が配されたフィラメントからなり、強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である複合合成繊維マルチフィラメント糸の撚糸であって、撚糸後両融点の間の温度で加熱され、構成フィラメント間の少なくとも一部が融着していることを特徴とするブラシ用毛材。
2. 請求項１記載のブラシ用毛材を毛材として用いてなることを特徴とする工業用ブラシ。

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