JP2004122289A

JP2004122289A - 研磨用モノフィラメント

Info

Publication number: JP2004122289A
Application number: JP2002289467A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Ando; 安藤　健三; Koji Ozaki; 尾▲崎▼　孝司
Original assignee: Toray Monofilament Co Ltd
Current assignee: Toray Monofilament Co Ltd
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-02
Also published as: JP4189536B2

Abstract

【課題】耐酸性に優れるばかりか、耐湿熱性にも優れた特性を有し、特にステンレス鋼板などの高温、高湿下における酸液洗浄研磨加工において好ましく使用することができる研磨用モノフィラメントの提供。
【解決手段】ポリエステル系樹脂に対し、研磨砥材粒子５〜４０重量％およびカルボジイミド化合物を０．３〜５重量％含有せしめた樹脂組成物を溶融紡糸してなる研磨用モノフィラメント。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板の製造工程において、ステンレス鋼板などの表面を研磨するために用いる研磨用モノフィラメントの改良に関し、さらに詳しくは、ステンレス鋼板などの酸液洗浄研磨加工に好ましく用いられる研磨用モノフィラメントであって、耐酸性に優れるばかりか、耐湿熱性にも優れた特性を有する研磨用モノフィラメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、金属板の製造工程、特に鉄板やステンレス鋼板などの表面研磨加工工程において用いる研磨用モノフィラメントとしては、研磨砥材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、例えばこの研磨砥材粒子含有モノフィラメントを毛材として植毛したディスクロールブラシやチャンネルロールブラシなどを被処理物である鉄板やステンレス鋼板などの表面に押圧し、回転を付与することによって、被処理物の表面研磨加工が行われている。
【０００３】
このために、研磨砥材粒子を含有するモノフィラメントからなる研磨ブラシ用毛材には、優れた研磨力が要求されており、モノフィラメントの素材として、ナイロン６、ナイロン６６，ナイロン６／６６共重合体、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１２などのポリアミド系樹脂、およびポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂などから選ばれた合成樹脂を選択することにより対応が図られている。
【０００４】
また、これらの合成樹脂に添加せしめる研磨砥材粒子として、コークス粉、ボーキサイト、酸化アルミナなどに代表されるアルミナ系砥材粒子、白ケイ石、砥粉などの炭化ケイ素系砥材粒子および人工ダイヤモンド砥材粒子などをそれぞれ使用して、これらからなる組成物を溶融紡糸したものからなるモノフィラメントが、研磨用モノフィラメントとして従来から広く使用されてきた。
【０００５】
ところで、上記合成樹脂製研磨用モノフィラメントを実用するに際しては、主として鉄板やステンレス板などの金属鋼板に、水、アルカリ液および酸液などの冷却液または洗浄液を散布して研磨加工が行なわれるが、特にステンレス板の酸液洗浄工程においては、耐酸性に優れる研磨用モノフィラメント、例えば、ポリブチレンテレフタレート／研磨砥材粒子からなる研磨用モノフィラメント（例えば、特許文献１参照）またはポリブチレンテレフタレート／ポリエステルエラストマー／研磨砥材粒子からなる研磨用モノフィラメント（例えば、特許文献２参照）が好ましく用いられていた。
【０００６】
しかし、近年においては、ステンレス鋼板などの加工の高速化などにより、ブラシロールに植毛された研磨用モノフィラメント毛材同士の摩擦熱および毛材の根元部の屈曲発熱が増大しており、これにしたがって研磨用モノフィラメント毛材に付着する酸液も高温になってきていることから、研磨用モノフィラメント毛材はより一層の高温、高湿熱下の条件に置かれるため、上記特許文献１および２に記載の研磨用モノフィラメントであっても、熱劣化が促進されてモノフィラメントの毛折れなどの問題がたびたび発生するという問題が顕在化しておりし、その改善が強く要望されているのが実情である。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５９−１４４７１号公報
【特許文献２】
特開昭６０ー２５２７１５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術におけ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。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、耐酸性に優れるばかりか、耐湿熱性にも優れるという特性を有し、特にステンレス鋼板などの酸液洗浄研磨加工に対し好適に適用される研磨用モノフィラメントを提供することにある。
【００１０】
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、ポリエステル系樹脂に研磨砥材粒子およびカルボジイミド化合物を特定量含有せしめたモノフィラメントが、ステンレス鋼板などの酸液洗浄研磨加工において、耐酸性および耐湿熱性が共に優れた耐久性能を発揮することを見いだし、本発明に到達した。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の研磨用モノフィラメントは、ポリエステル系樹脂に対して、研磨砥材粒子を５〜４０重量％およびカルボジイミド化合物を０．３〜５重量％含有せしめた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。
【００１２】
そして、本発明の研磨用モノフィラメントにおいては、ポリエステル系樹脂として特にポリブチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートとポリエステルエラストマーとの混合物を用いることが、研磨加工における毛材の靱性が優れ、耐へたり性も良好であることから好ましい条件であるといえる。
【００１３】
また、本発明の研磨用モノフィラメントにおいては、研磨砥材粒子の番手が＃３６〜＃３０００の範囲であること、モノフィラメントの糸径が０．２〜３．５ｍｍの範囲であること、およびステンレス鋼板などの酸液洗浄研磨加工に用いられることが、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、より優れた効果を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の研磨ブラシ用モノフィラメントについて詳述する。
【００１５】
本発明で使用するポリエステル系樹脂の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメチレンナフタレート、ポリテトラメチレンナフタレート、ポリプロピレンナフタレート、これらを主成分とする共重合ポリエステル、あるいはこれらにポリエステルエラストマーを混合したものなどが挙げられるが、特にポリブチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートとポリエステルエラストマーとの混合物が、靱性に優れ、耐へたり性も良好であることから好ましく使用することができる。
【００１６】
本発明で使用する上記ポリブチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートとポリエステルエラストマーとの混合物の固有粘度は、９８．５％オルトクロロフェノール２５ｍｌ中に０．１２５ｇのポリマーを溶解し、オストワルド粘度管（純水４０±５秒の落下速度）、２５℃の条件で測定した値が０．６以上であることが好ましく、０．６未満では溶融紡糸の安定性および耐屈曲疲労による折損耐久性の低下という好ましくない傾向を生じることがある。
【００１７】
なお、上記ポリブチレンテレフタレートとポリエステルエラストマーとの混合物におけるポリブチレンテレフタレートとポリエステルエラストマーとの混合比率については特に限定されないが、ポリエステルエラストマーの混合率が多すぎるとモノフィラメントの毛腰が低下して研磨力が低下する傾向となることから、ポリエステルエラストマーの混合率を７０重量％以下にすることが望ましい。
【００１８】
また、本発明で使用するカルボジイミド化合物の具体例としては、ラインケミー社製「スタバクゾールＩ」（モノカルボジイミド…Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド）および同社製「スタバクゾールＰ１００」（ポリカルボジイミド）などが挙げられるが、予めポリカルボジイミドを含有させたポリブチレンテレフタレートペレット（例えばラインケミー社製「スタバクゾールＫＥ９１９３」）も市販されているので、それを購入して使用することもできる。
【００１９】
ポリエステル系樹脂に対するカルボジイミド化合物の配合量は、０．３〜５重量％、特に０．８〜３重量％の範囲が好ましく、上記の範囲未満では、酸液洗浄研磨加工工程の高温高湿状態下における耐湿熱性の改善効果が低く、また上記の範囲を越えると、溶融紡糸が不安定となって糸切れなどの支障をきたすばかりか、モノフィラメントの強度が低下し、折損耐久性が損なわれる傾向となるため好ましくない。
【００２０】
本発明で使用する研磨砥材粒子としては、酸化アルミナ、炭化ケイ素および人工ダイヤモンドなどが挙げられるが、それらの番手は、研磨材粒度ＪＩＳＲ６００１（１９７３）に規定される＃３６〜＃３０００、特に＃６０〜＃１０００の範囲にあることが好ましい。
【００２１】
ポリエステル系樹脂に対する研磨砥材粒子の配合量は、５〜４０重量％、特に１０〜３０重量％の範囲にあることが好ましい。研磨砥材粒子の添加量が上記の範囲未満では研磨力が不十分となり、また上記の範囲を超えると溶融紡糸したモノフィラメントの強度が低下し、折損耐久性が損なわれる傾向となるため好ましくない。
【００２２】
本発明の研磨用モノフィラメントは、上記ポリエステル系樹脂、好ましくはポリブチレンテレフタレート樹脂またはポリブチレンテレフタレートとポリエステルエラストマーとの混合物に対し、必要量のカルボジイミド化合物を混合し、さらに必要量の研磨砥材粒子を加えて混合してから、これを溶融紡糸機に供し、溶融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られる。
【００２３】
また、上記カルボジイミド化合物は、そのままの成分で溶融紡糸機に供することもできるが、カルボジイミド化合物をあらかじめポリブチレンテレフタレートなどに適当量含有せしめてペレタイズ加工したものを供することも可能である。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。
【００２４】
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、また上記の範囲を超えると、毛腰が強すぎて硬く曲げにくくなり、例えはディスク板などに対する折曲げ植毛が困難になるため好ましくない。
【００２５】
かくしてなる本発明の研磨用モノフィラメントは、特にステンレス鋼板などの酸液洗浄研磨加工に使用した場合に、耐酸性と耐湿熱性が従来のものよりもはるかに優れるという好ましい性能を発揮する。
【００２６】
したがって、本発明の研磨用モノフィラメントは、これを所定の長さに切り揃えてチャンネルブラシおよびディスクロールブラシなどに植毛した工業用ブラシとなし、特に耐湿熱性が要求される高温、高湿条件下での酸液洗浄研磨加工において使用する用途に有効に利用することができる。
【００２７】
【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。
【００２８】
なお、実施例における耐湿熱性および耐酸性の試験・評価は次の方法により行なった
［耐湿熱性の試験方法］
強制試験として加圧釜にモノフィラメントを投入し、加熱蒸気を送り込んで１２１℃の温度に保ち２、４、６日間湿熱処理を行った。
［耐酸性の試験方法］
硝酸とフッ酸とを１：１の重量比で混合したものを水で希釈して１５％濃度に調合した硝・フッ酸液にモノフィラメントを浸漬し、８０℃に加熱して４日間処理した。
［耐湿熱性、耐酸性の評価方法：折損耐久性］
上記湿熱処理または酸液処理を行った各モノフィラメントを、下記の自社強制テスト方法により評価した。
【００２９】
すなわち、ＪＩＳ　Ｐ８１１５記載のＭＩＴ試験機を用い、荷重１５．７Ｎ（１．５ｋｇｆ）、毎分１７５±１０回の速度で、モノフィラメントを２７０°折り曲げ、モノフィラメントが切断するまでの往復折り曲げ回数、つまり屈曲疲労性を５回測定し、その平均値を求めた。
【００３０】
そして、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曲疲労性を測定し、折損耐久率を次式によって算出した。
【００３１】
折損耐久率（％）＝Ａ／Ｂ×１００
ここで、Ａ：湿熱処理または酸液処理後のモノフィラメント耐屈曲疲労性
Ｂ：湿熱処理または酸液処理しない未処理のモノフィラメント耐屈曲
疲労性
［実施例１］
固有粘度が１．５のポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ（株）製：１５００Ｓ）に対し、ポリカルボジイミドを１５重量％含有したポリブチレンテレフタレートペレット（ラインケミー社製：スタバクゾールＫＥ９１９３）を８重量％（ポリカルボジイミド１．２重量％相当）加え、ブレンドした組成物に対し、シランカップリング剤（東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製：品名ＳＨ６０２０）を０．３重量％被覆処理した粒度番手＃２４０の炭化ケイ素砥材粒子（昭和電工（株）製）を２３重量％添加した組成物を二軸押出紡糸機に供し、孔径３．０ｍｍの紡糸ノズルから２７０℃で溶融紡糸した後、１９０℃で３．５倍に延伸することにより、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造した。
［実施例２］
上記ポリブチレンテレフタレートと、ポリエステルエラストマー（ポリエステルポリエーテルブロックコポリマ：東レ・デュポン（株）製、商品名ハイトレル７２４７）とを、７５／２５（重量比）の割合で混合した樹脂を用いた以外は、実施例１と同様な条件で、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造した。
［実施例３］
上記ポリブチレンテレフタレートとポリエステルエラストマーとを、５０／５０（重量比）の割合で混合した樹脂を用いた以外は、実施例１と同様な条件で、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造した。
［実施例４］
上記ポリブチレンテレフタレートとポリエステルエラストマーとを７５／２５（重量比）の割合で混合した樹脂に、上記ポリカルボジイミド入りポリブチレンテレフタレートペレットを５重量％（ポリカルボジイミド０．７５重量％相当）加えた以外は、実施例１と同様な条件で、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造した。
［実施例５］
上記ポリブチレンテレフタレートとポリエステルエラストマーとを７５／２５（重量比）の割合で混合した樹脂に、上記ポリカルボジイミド入りポリブチレンテレフタレートペレットを１６重量％（ポリカルボジイミド２．４重量％相当）加えた以外は、実施例１と同様な条件で、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造した。
［実施例６］
上記ポリブチレンテレフタレートとポリエステルエラストマーとを７５／２５（重量比）の割合で混合した樹脂に、上記ポリカルボジイミド入りポリブチレンテレフタレートペレットを３．３重量％（ポリカルボジイミド０．５重量％相当）加えた以外は、実施例１と同様な条件で、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造した。
［比較例１］
上記ポリカルボジイミド入りポリブチレンテレフタレートペレットの添加を省略した以外は、実施例１と同様な条件で、直径１．２ｍｍのモノフィラメントを製造した。
［比較例２］
上記ポリカルボジイミド入りポリブチレンテレフタレートペレットの添加を省略した以外は、実施例２と同様な条件で、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造した。
［比較例３］
ナイロン６に対し、炭化ケイ素（番手＃２４０）を２３重量％含有させて溶融紡糸した従来の研磨用モノフィラメント（直径１．２ｍｍ）を準備した。
【００３２】
上記、実施例１〜６および比較例１〜３のモノフィラメントについて、耐湿熱性および耐酸性を評価した結果を表１に示す。
【００３３】
なお、表１におけるＰＢＴはポリブチレンテレフタレートを、ＰＥＥはポリエステルエラストマーを、それぞれ意味する。
【００３４】
【表１】

【００３５】
表１の結果から明らかなように、本発明の研磨用モノフィラメントは（実施例１〜６）は、耐湿熱性および耐酸性が均衡して優れており、従来にない新規な性能を有している。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の研磨用モノフィラメントは、従来の研磨用モノフィラメントと比較して、耐酸性に優れるばかりか、耐湿熱性にも優れた特性を有するものであり、特にステンレス鋼板などの高温、高湿下における酸液洗浄研磨加工において好ましく使用することができる。

Claims

ポリエステル系樹脂に対し、研磨砥材粒子５〜４０重量％およびカルボジイミド化合物を０．３〜５重量％含有せしめた樹脂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用モノフィラメント。
前記ポリエステル系樹脂が、ポリブチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートとポリエステルエラストマーとの混合物からなることを特徴とする請求項１に記載の研磨用モノフィラメント。
前記研磨砥材粒子の番手が＃３６〜＃３０００の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨用モノフィラメント。
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項に記載の研磨用モノフィラメント。
ステンレス鋼板などの酸液洗浄研磨加工に用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨用モノフィラメント。