JP2009523487A

JP2009523487A - 一体成形ブラシ並びにその製造方法及び使用方法

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Publication number: JP2009523487A
Application number: JP2008550375A
Authority: JP
Inventors: ション・ホン・コー
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2009-06-25
Also published as: SG134181A1; US20090191798A1; EP1973444A4; EP1973444A1; WO2007081984A1; WO2007081984A9

Abstract

本発明の１つの態様は、基部及び前記基部から延びる剛毛を備え、超高分子量ポリエチレンを含む分散相を包含する成形用組成物を更に含む、一体成形ブラシを含む。本発明の別の態様は、超高分子量ポリエチレンの分散相を含む成形用組成物を提供する工程；前記成形用組成物を流動性材料にすること；前記流動性材料を造形すること；及び、前記流動性材料を硬化させる、ことを含む、一体成形ブラシの製造方法である。本発明の他の態様は、平面的な金属被加工物の表面を洗練する方法であって、次の工程：各ブラシが基部及び前記基部から延びる剛毛を備え、超高分子量ポリエチレンを含む分散相を包含する成形用組成物を更に含み、取付け手段を更に備える一体成形ブラシ又はブラシアセンブリを提供すること；駆動手段を提供すること；平面的な金属被加工物を提供すること；前記一体成形ブラシ又はブラシアセンブリを、前記取付け手段を介して前記駆動手段に結合すること；及び、前記回転しているブラシ又はブラシアセンブリを前記被加工物に押し付けながら、前記ブラシ又はブラシアセンブリ回転させこと、を含む方法を提供する。

Description

本開示は、一体成形ブラシ又はブラシアセンブリ、並びにそのようなブラシ又はブラシアセンブリの製造方法及び使用方法、を対象とする。特に、但し限定的ではないが、研磨ブラシ又はブラシアセンブリを対象とする。

研磨ブラシを使用することは多くの産業界において一般的である。そのようなブラシは、例えば、木材業界、金属業界、プラスチック業界、及びガラス業界における用途を有する。

金属業界を例にとると、金属を処理し、仕上げ、デバリングを施すプロセスは、一般に、表面の処理又は仕上げに研磨ブラシを用いる。適切なブラシは、典型的には、表面に接触する複数の剛毛を有する。そのようなブラシは、様々な、剛毛タイプ、材料、及びブラシ作成方法により提供されてきた。

適切な剛毛材料としては、ポリエステル類、ポリエチレン、ナイロン、及びポリプロピレンが挙げられる。研磨ブラシが必要とされるとき、それらの剛毛は研磨粒子で典型的には含浸させている。研磨粒子と熱可塑性結合剤の混合物が、組み合わされ、次に押出成形され、剛毛を形成してもよい。剛毛は次に、所望の長さに切断される。

このタイプのブラシを製造する際の工程の１つは、剛毛材料を、中央の支持体、ローラー、又はホイール、又は同様のもの、の上に機械的に組み合わせて取り付け、ブラシを形成することである。剛毛は、通常、個々の房の形態で支持体に挿入されるか、或いは束の状態で定置される。

ブラシ製造の代替形態は、特許文献１に記載されている射出成形ブラシ技術を使用するものである。そのようなブラシは、中央部分（ハブ）、から放射方向に延び、又それと一体的に成形された、複数の剛毛を有する。複数のこれらのブラシを組み合わせて（例えば、中央のシャフト上でまとめて）、ブラシアセンブリを形成することができる。いくつかの実施形態では、これらの射出成形ブラシは熱可塑性エラストマーを含む。
米国特許第５，９０３，９５１号公報

熱可塑性エラストマーに比べると、ポリアミド（例えば、ナイロン６又はナイロン６，６）の方が安価である。しかし、ナイロンを射出成形して作成されたブラシは、多くの研磨ブラシ用途には、特に加工すべき表面が金属である場合には、脆弱過ぎる。

本発明は、基部及び前記基部から延びる剛毛を備え、超高分子量ポリエチレンを含む分散相を包含する成形用組成物を更に含む、一体成形ブラシを対象とする。いくつかの実施形態では、当該一体成形ブラシは研磨粒子を更に包含する。いくつかの実施形態では、当該成形用組成物は熱可塑性樹脂である。いくつかの実施形態では、当該成形用組成物は熱可塑性エラストマーを含む。いくつかの実施形態では、当該成形用組成物はポリアミドを含む。いくつかの実施形態では、当該一体成形ブラシは放射状ブラシである。

別の態様では、本発明は、複数の一体成形ブラシを含み、超高分子量ポリエチレンの分散相を包含する成形用組成物を更に含む、ブラシアセンブリを提供する。

別の態様では、本発明は、基部及び前記基部から延びる剛毛を備え、超高分子量ポリエチレンを含む分散相を包含する成形用組成物を更に含む、一体成形ブラシの製造方法を提供する。いくつかの実施形態では、この方法は、次の工程：
ａ．超高分子量ポリエチレンの分散相を含む成形用組成物を提供すること；
ｂ．前記成形用組成物が流動性材料になるようにすること；
ｃ．前記流動性材料を造形すること；及び
ｄ．前記流動性材料を硬化させること、を含む。
いくつかの実施形態では、製造方法は、次の追加工程：
ｅ．前記一体成形ブラシの少なくとも前記剛毛を焼きなますこと、を包含する。

いくつかの実施形態では、前記成形用組成物は熱可塑性樹脂である。いくつかの実施形態では、前記成形用組成物は熱可塑性エラストマーである。いくつかの実施形態では、前記成形用組成物は加熱によって流動性にされる。いくつかの実施形態では、前記流動性組成物は成形によって造形される。いくつかの実施形態では、前記流動性組成物は射出成形によって造形される。

別の態様では、本発明は、平面的な金属被加工物の表面から不純物を取り除く方法であって、次の工程：
ａ．各ブラシが基部及び前記基部から延びる剛毛を備え、超高分子量ポリエチレンを含む分散相を包含する成形用組成物を更に含み、取付け手段を更に備える一体成形ブラシ又はブラシアセンブリを提供すること；
ｂ．駆動手段を提供すること；
ｃ．平面的な金属被加工物を提供すること；
ｄ．前記一体成形ブラシ又はブラシアセンブリを、前記取付け手段を介して前記駆動手段に結合すること；及び
ｅ．前記ブラシ又はブラシアセンブリを回転させ、その間、前記回転しているブラシ又はブラシアセンブリを前記被加工物に押し付けること、を含む方法を提供する。

いくつかの実施形態では、平面的な金属被加工物は不動態化コーティングを施された軟鋼シート材である。

別の態様では、本発明は、基部及び剛毛を備える一体成形ブラシの製造方法であって、更に次の工程：
ａ．超高分子量ポリエチレンの分散相を含む成形用組成物を提供すること；
ｂ．前記成形用組成物を射出成形して、一体成形ブラシを形成すること；及び
ｃ．前記一体成形ブラシの少なくとも前記剛毛を焼きなますこと、を含む方法を提供する。

本明細書で使用する時：
用語「一体成形ブラシ」は、基部又はハブ、及びその基部又はハブから延びる剛毛を有するブラシであって、前記剛毛と、前記基部又はハブの少なくとも一部と、が共に形成されたブラシを意味し；
用語「分散相」は、当該相の材料が、連続マトリックス組成物とは、異相で、又その中に分散された、複数のドメインとして存在することを意味し；
用語「〜から不純物を取り除く」は、次の少なくとも１つを包含するプロセスを意味する：被加工物表面の一部の除去；被加工物に対する表面仕上げの付与；表面のデスケーリング；表面のデバリング；塗料又は他のコーティング、ガスケット材料、腐食、オイル残留物、若しくは他の異物又は残屑を除去することを包含する、被加工物表面の洗浄；或いは、上述のものの何らかの組み合わせ；並びに
用語「被加工物」は、金属、木材、又はその他のものを包含し、仕上げ、デスケーリング、洗浄（例えば、研磨若しくはデバリング）によって利益を得るであろう、あらゆる好適な基板又は表面を意味する。

一体成形ブラシ
本発明の一体成形ブラシは、複数の剛毛がそこから突出している基部（又はハブ）を備える。基部及び剛毛は一体型である。一体成形ブラシは、超高分子量ポリエチレンの分散相を含有する成形用組成物マトリックスから作られる。

一体成形ブラシは、剛毛が基部の周囲から放射状に突出しており、及び基部とほぼ同一平面上にある、放射状ブラシであってもよい。そのようなブラシは、放射状ブラシ、シリンダーブラシ、又はホイールブラシとして様々に知られている。或いは、一体成形ブラシは、基部の少なくとも一面からほぼ垂直に延びる剛毛を有してもよい。そのようなブラシは、カップブラシ又は直角ブラシとして様々に知られている。

本発明のブラシの基部又はハブはほぼ平面状であるが、カップ形であるか、ないしは別の方法として面外変形されていてもよい。基部又はハブは、例えば、駆動のために隣接したブラシを互いに連結させる働きをする、突起、開口部、又は凹部を含んでもよい。基部又はハブは、例えば、電動工具に結合するため、取付け手段を有してもよい。そのような取付け手段としては、アーバー、アーバーを受け入れる開口部、ねじ付きスタッド、様々な迅速離脱締結具などが挙げられる。基部は一般に円形であるが、いかなる形状のものであってもよい。基部はいかなるサイズのものであってもよい。

本発明の一体成形ブラシは、基部又はハブと一体の剛毛も包含する。これらの剛毛は、基部と同一平面上に、基部に垂直に、又は基部に対してあらゆる中間の向きで配置されてもよい。剛毛は、いかなる長さ及び直径のものであってもよいが、いくつかの実施形態では、剛毛の長さと剛毛の直径の比は２：１以上である。

剛毛は、円形、星形、半月形、弦月形（quarter moon）、楕円形、涙形、長方形、正方形、三角形、菱形、又は他の多角形などであるがそれらに限定されない、あらゆる断面積を有してもよい。一実施形態では、剛毛は、剛毛の長さに沿って一定の断面を含む。他の実施形態では、剛毛は、剛毛の長さに沿って一定ではない、又は可変の断面を有する。

剛毛は、剛毛の断面積が、根元（基部に隣接）から離れて先端（基部の遠位）に向かう方向で減少するように、先細状になっていてもよい。先細状の剛毛は、上述のようなあらゆる断面を有することができる。ブラシセグメントが被加工物に接して回転されると、剛毛は曲げ応力を受ける。これらの曲げ応力は剛毛の根元において最も高い。したがって、先細状の剛毛は、断面積が一定の剛毛よりも曲げ応力に抵抗することができる。剛毛は、全長に沿って先細形状を有することができ、或いは、根元に隣接した先細状部分と、剛毛の残りの部分については一定の断面積とを有することができる。先細形状は、あらゆる好適な角度又は角度の組み合わせを含むことができる。

剛毛の密度及び配置は、ブラシの特定の用途向けに選択することができる。いくつかの実施形態では、剛毛は、基部又はハブの外縁の周りに均等に配置される。或いは、剛毛は、間に空間を設けた群の状態で配置することができ、また、放射方向外向きを除く基部の面内で、即ち基部の半径に対して０°以外の角度で向きを付けることができる。本発明の放射状ブラシは、基部の周辺から延びる複数列の剛毛を有してもよい。

成形用組成物
いくつかの実施形態では、成形用組成物はポリマー物質である。いくつかの実施形態では、成形用組成物は熱可塑性樹脂であってもよい。

好適な熱可塑性ポリマーの例としては、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリブチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、ポリプロピレン、アセタールポリマー類、ポリウレタン類、ポリアミド類、及びそれらの組み合わせが挙げられる。広くは、本発明の好ましい熱可塑性ポリマーは、融解温度が高く及び熱抵抗性が良好なものである。

本発明と共に使用するのに適した市販の熱可塑性ポリマーの例としては、ＥＭＳアメリカン・グリロン社（EMS-American Grilon, Inc.）（サウスカロライナ州サムター（Sumter））から入手可能な、ナイロン６，１２のコポリマーであるＧＲＩＬＯＮＣＲ９；ハイモントＵＳＡ社（Himont USA, Inc.）（デラウェア州ウィルミントン（Wilmington））から入手可能な、ポリプロピレン系熱可塑性樹脂であるＰｒｏｆａｘｍ及びＫＳ０７５；シェル・ケミカル社（Shell Chemical Co.）（テキサス州ヒューストン（Houston））から入手可能な、ポリブチレン系熱可塑性樹脂であるＤＵＲＡＦＬＥＸ；デュポン（Du Pont）から入手可能な、熱可塑性ポリエステルエラストマーであるＨＹＴＲＥＬが挙げられる。

本発明と共に使用するのに適した１つの特定の熱可塑性ポリマーは、アミド基、即ち−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−を有することによって特徴付けられる、ポリアミド樹脂材料である。
ナイロン６，６又はナイロン６など、様々なタイプのポリアミド樹脂材料（即ち、ナイロン）を使用することができる。ナイロン６，６は、アジピン酸とヘキサメチレンジアミンの縮合生成物である。ナイロン６，６は、約２６４℃の融点と約７７０ｋｇ／ｃｍ^２の引張り強度とを有する。ナイロン６はε−カプロラクタムのポリマーである。ナイロン６は、約２２０℃の融点と約７００ｋｇ／ｃｍ^２の引張り強度とを有する。本発明による物品の成形用組成物として使用可能な市販のナイロン樹脂の例としては、モンサント（Monsanto）（ミズーリ州セントルイス（St. Louis））製の「ＶＹＤＹＮＥ」、デュポン（Du Pont）（デラウェア州ウィルミントン（Wilmington））製の「ＺＹＴＥＬ」及び「ＭＩＮＩＯＮ」、ハルス・アメリカ社（Huls America, Inc.）（ニュージャージー州ピスカタウェイ（Piscataway））製の「ＴＲＯＧＡＭＩＤ」、アライド・ケミカル社（Allied Chemical Corp.）（ニュージャージー州モリスタウン（Morristown））製の「ＣＡＰＲＯＮ」、モベイ社（Mobay, Inc.）（ペンシルベニア州ピッツバーグ（Pittsburgh））製の「ＮＹＤＵＲ」、並びにＢＡＳＦ社（BASF Corp.）（ニュージャージー州パーシッパニー（Parsippany））製の「ＵＬＴＲＡＭＩＤ」が挙げられる。

超高分子量ポリエチレン
超高分子量ポリエチレンは成形用組成物中に分散される。

超高分子量ポリエチレンは、本発明の成形ブラシの必須成分である。それは、成形用組成物の重量基準で１％〜２０％の量で、又は２％〜１５％の量で、又は更には４％〜６％の量で成形用組成物に混合される。

本発明の目的のため、超高分子量ポリエチレンは少なくとも百万の分子量を有するポリエチレンである。好ましくは、本発明の超高分子量ポリエチレンは少なくとも２百万の分子量を有する。

超高分子量ポリエチレンは、粒径が２００マイクロメートル未満の、場合によっては１００マイクロメートル未満の、また場合によっては更には５０マイクロメートル未満の粉末として混合される。一実施形態では、超高分子量ポリエチレンは、粒径が２５マイクロメートル〜３０マイクロメートルの粉末として混合される。

好適な超高分子量ポリエチレンは、例えば、ミツイ・ケミカルズ・アメリカ社（Mitsui Chemicals America, Inc.）（ニューヨーク州パーチェス（Purchase））から「ＭＩＰＥＬＯＮ」の商品名で、又はチコナ・ノース・アメリカ（Ticona North America）（ケンタッキー州フローレンス（Florence））から「ＧＵＲ」の商品名で入手可能である。

研磨粒子
いくつかの実施形態では、本発明の一体成形ブラシは研磨粒子を包含する。いくつかの実施形態では、研磨粒子はブラシの少なくとも剛毛の中に分散される。いくつかの実施形態では、研磨粒子は剛毛の少なくとも一部に付着され、任意に、接着剤コーティングが剛毛の少なくとも一部に塗布される。

有用な研磨粒子は、無機又は有機、固体又は凝集体、硬質又は軟質、並びにあらゆるサイズ又は等級のものであってもよい。研磨粒子の組成、硬さ、及びサイズの様々な組み合わせも、いくつかの実施形態において有用である。研磨粒子の適切な選択は、当業者によって日常的に行われている。

有用な研磨粒子組成物としては、例えば、酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、炭化ケイ素、熱処理酸化アルミニウム、ガラス、ダイヤモンド、ナットシェル、粒子状フェノール樹脂、粒子状メラミン樹脂、粒子状ポリ（塩化ビニル）、及び粒子状ポリカーボネートが挙げられる。

有用な研磨粒子径は、典型的には約０．１マイクロメートル〜１５００マイクロメートル、いくつかの実施形態では約１マイクロメートル〜１０００マイクロメートル、他の実施形態では５０マイクロメートル〜５００マイクロメートルである。

本発明の一体成形ブラシに包含されたとき、研磨粒子は、成形用組成物の重量基準で０．１％〜３００％、いくつかの実施形態では成形用組成物の重量基準で１％〜１５０％、或いは他の実施形態では成形用組成物の重量基準で５％〜１００％の量で存在してもよい。

ブラシアセンブリ
本発明の目的のため、ブラシアセンブリは、単一ユニットとして使用するように集合体にされた複数のブラシである。典型的には、ブラシアセンブリは、共通の駆動手段が用いられてもよいように集合体にされる。いくつかの実施形態では、本発明のブラシアセンブリは放射状ブラシの集合体である。

いくつかの実施形態では、放射状ブラシアセンブリは、各ブラシの基部が隣接したブラシに平行になるように、ブラシから集合体にされる。いくつかの実施形態では、ブラシアセンブリの各ブラシの基部は、少なくとも１つの他のブラシの基部と接触している。いくつかの実施形態では、ブラシアセンブリの各ブラシは、共通して回転するように少なくとも１つの隣接したブラシと連結される。

ブラシアセンブリのブラシは、同じ若しくは異なる直径、剛毛パターン、剛毛長さ、剛毛形状、及び／又は組成物を有してもよい。

一体成形ブラシの製造方法
本発明の一体成形ブラシは、便利には、次の工程：
１．超高分子量ポリエチレンの分散相を含む成形用組成物を提供すること；
２．前記成形用組成物を流動性材料にすること；
３．前記流動性材料を造形すること；及び
４．前記流動性材料を硬化させることを含む方法によって製造される。
いくつかの実施形態では、製造方法は、次の追加工程：
５．前記一体成形ブラシの少なくとも前記剛毛を焼きなますこと、を包含する。
超高分子量ポリエチレンの分散相を含む成形用組成物は、上記に詳細に記載されている。便利には、超高分子量ポリエチレンの分散相は、粉末の形態の超高分子量ポリエチレンを成形用組成物に混合することによって提供される。有用な実施形態では、成形用組成物は熱可塑性樹脂である。

次に、成形用組成物は流動性にされる。これは、多くの場合、特に熱可塑性成形用組成物を用いて、典型的には、押出成形機、射出成形装置、又は加熱式圧縮成形機（heated press）内で加熱することによって達成される。

次に、流動性材料は、いくつかの手段のいずれかを使用して造形される。有用な一実施形態では、材料は、流動性組成物を加圧下でブラシ形状の空洞に射出することによって造形される。或いは、流動性材料は、フィルムダイを通して押出成形して、シートを形成することによって造形されてもよい。

造形された流動性材料は、次に硬化される。流動性材料が熱可塑性樹脂のとき、硬化は都合の良いことに冷却によって達成される。射出成形の場合、硬化されたブラシ形状は、次に型穴から取り外される。

流動性材料がシート状に造形された場合、ブラシ形状は、あらゆる既知の手段によってシートから切断されてもよい。

いくつかの実施形態では、このプロセスで形成されたブラシの少なくとも剛毛は、残留している応力を緩和し、及びより長寿命のブラシが得られるように焼きなまされる。焼きなましは、好都合には熱的手段によって達成される。効率的な焼きなましプロセスは、ブラシの少なくとも剛毛を、少なくとも３０秒間、いくつかの実施形態では少なくとも１分間、又はいくつかの実施形態では少なくとも５分間、熱湯に浸漬することによって達成される。次に、焼きなまされたブラシは冷却され、それによって使用できるようになる。

一体成形ブラシの使用方法
本発明によるブラシ及び／又はブラシアセンブリは、被加工物の表面を研磨、艶出し、洗浄、ないしは別の方法で変更するのに用いられたとき有効である。本発明は、被加工物表面から不純物を取り除く方法であって、次の工程：
１．各ブラシが基部及び前記基部から延びる剛毛を備え、超高分子量ポリエチレンを含む分散相を包含する成形用組成物を更に含み、取付け手段を更に備える一体成形ブラシ又はブラシアセンブリを提供すること；
２．駆動手段を提供すること；
３．被加工物を提供すること；
４．前記一体成形ブラシ又はブラシアセンブリを、前記取付け手段を介して前記駆動手段に結合すること；及び
５．前記ブラシ又はブラシアセンブリを前記被加工物に押し付けながら、前記ブラシ又はブラシアセンブリに動作を付与すること、を含む方法を提供する。

本発明の一体成形ブラシ又はブラシアセンブリを使用する方法では、上記の本明細書によるブラシ又はブラシアセンブリが提供される。有用な一実施形態は、複数の放射状の一体成形ブラシのブラシアセンブリである。多くの場合、ブラシアセンブリは、被加工物の幅に等しい、又はそれを超えるブラシアセンブリ幅を得るのに十分な数の放射状ブラシのものである。ブラシ又はブラシアセンブリを駆動手段に取り付ける手段が包含される。そのような取付け手段は、便利には、中央に配置されたシャフトであってもよい。

駆動手段はあらゆるタイプのものであってもよい。それは、手動手段又は自動駆動手段であってもよい。多くの場合、駆動手段は回転を付与する。特に有用な駆動手段は電動シャフトである。

被加工物は、研磨、艶出し、洗浄、ないしは別の方法で変更される少なくとも１つの表面を有するいかなるものであってもよい。いくつかの実施形態では、当該被加工物表面は実質的に平面状である。いくつかの実施形態では、当該被加工物表面は平面的な金属表面である。特に適用可能な被加工物は、特に軟鋼シート又はコイルが除去を必要とするコーティングを有するとき、シート又はコイル（ロール）形態の軟鋼である。

本発明のブラシ又はブラシアセンブリを駆動手段に結合する、あらゆる便利な方法が使用されてもよい。いくつかの実施形態では、結合手段はベルト又は鎖によるものであってもよい。

次に、ブラシは駆動され、被加工物に押し付けられ、それによって被加工物表面が好適に変更される。

次に図１〜３を参照すると、外縁３及び内縁４を有する基部２を有する、研磨ブラシ１の好ましい形態が記載される。複数の剛毛５は、剛毛根６を始点とし剛毛先端７を終点として、外縁から外向きに突出する。剛毛根の間に、基部２の外縁３が露出する空間があってもよい。或いは、隣接した剛毛は根元において互いに相接してもよい。ブラシ１は、剛毛５及び基部２が互いに連続するようにして、即ち、基部２と剛毛５の間に材料の中断がないようにして一体成形される。好ましい一実施形態では、ブラシ１は、成形用ポリマー又は成形ポリマー中に研磨粒子のほぼ均質な組成物を含む研磨ブラシである。

図５に示されるように、複数のブラシ１をシャフト９上に集合させて、ブラシアセンブリ１０を形成することができる。いずれかの数のブラシ１を互いに集合させて、あらゆる所望の幅のアセンブリとしてもよい。好ましくは、ブラシ１は、ブラシ１の間に本質的に空間がないように互いに隣接するが、別の方法として、隣接したブラシ１の間に空間を有するようにして、セグメントを１シャフト上に集合させてもよい。５〜１０，０００個のブラシセグメントを互いに集合させてアセンブリ１０が形成されてもよいが、所望に応じて、より多数又はより少数が使用されてもよい。隣接したブラシが互いに対して回転することを低減又は排除するため、ブラシ間の係合をもたらす手段が包含されてもよい。そのような係合手段としては、例えば、基部の表面上において相互に係合する穴とディンプルのパターン、或いは放射状に配置されたキー溝を挙げることができる。或いは、剛毛は、例えば図２及び３に示されるように、基部２の放射方向表面を軸線方向に更に超えて突出してもよい。剛毛のそのような軸方向の片寄りは、例えば図２に示されるように、交互になった形のものである。交互になった剛毛はそれぞれ、軸線方向で隣接した剛毛と部分的に重なり合っているが、片寄りは、ブラシの反対側の軸線方向で直接隣接した剛毛に関して最大である。このことにより、隣接したブラシの剛毛を入れ子状にすることが可能になる。そのような入れ子状態は、隣接したブラシが互いに対して回転するのを排除する手段を提供することができる。

（実施例１）
一体成形ブラシを、７２％のナイロン６（東レ（Toray Industries）（日本、東京）から入手した「ＡＭＩＬＡＮＣＭ１０１７」）、２４％のＰ等級８０の酸化アルミニウム研磨粒子（トライバッハ・シュライフミテル（Treibacher Schleifmittel）（オーストリア、トライバッハ（Treibach））から入手した「ＡＬＯＤＵＲＢＦＲＰＬ」）、及び４％の超高分子量ポリエチレン粉末（三井化学（Mitsui Chemicals）（日本、東京）から入手した「ＭＩＰＥＬＯＮＸＭ−２２０」）から成る組成物から作成した。

この組成物を射出成形し（ＪＳＷ社（JSW Company）製の「Ｊ１２０ＳＡＩＩ」、１２０トン機械、加熱シリンダー温度２８０℃、成形温度２５℃、射出圧力６７．５ｋｇ／ｃｍ^２）、次に、各ブラシを、１００℃で５分間熱湯に浸漬することによって焼きなましした。厚さ４ｍｍのブラシを７５個まとめて、幅３００ｍｍのブラシアセンブリを形成することによって、放射状ブラシアセンブリを構築した。

比較例Ａ
一体成形ブラシを、実施例１に記載したようにして、６０％の熱可塑性エラストマー（ＨＹＴＲＥＬ、デュポン社（Dupont Company）、デラウェア州ウィルミントン（Wilmington））、１０％の潤滑剤（シリコーンゴム、「ＭＢ−５０−０１０」、ダウ・コーニング社（Dow Corning Corporation）、ミシガン州ミッドランド（Midland））、及び３０％のＰ等級８０の酸化アルミニウム研磨粒子（トライバッハ・シュライフミテル（Treibacher Schleifmittel）（オーストリア、トライバッハ（Treibach））から入手した「ＡＬＯＤＵＲＢＦＲＰＬ」）から成る組成物から作成した。

比較例Ｂ
この比較例のブラシは、ＡＮＳＩ等級８０の酸化アルミニウムを含有する直径１．２７ｍｍ（５０ミル）の「ＴＹＮＥＸ」（デュポン社（Dupont Company）（デラウェア州ウィルミントン（Wilmington）））の剛毛を有する、従来の、外径（ｏ．ｄ．）１００ｍｍ、内径（ｉ．ｄ．）２５ｍｍ、幅３００ｍｍのチャネルブラシであった。

実施例１並びに比較例Ａ及びＢのブラシアセンブリを、「ＢｕｒｒｙＴａｃｋＥＸＩＩ（ＩＩＩ−ＣＴ−６００）」（トーバン工業（Toban Industry）、日本、東京）幅広ブラシ機械を使用して評価した。変更されるべき被加工物は、クロム酸塩コーティングを有する軟鋼パネルであった。評価用のブラシアセンブリを中央のシャフト上に取り付け、その後、幅広ブラシ機械に装填した。
動作条件は次の通りであった：

比較例の性能は、クロム酸塩コーティングを軟鋼基板から完全に除去するのに必要なパス数によって決定した。

実施例１は、３回のパスでクロム酸塩コーティングを金属基板から除去したが、比較例Ａ及びＢは、５回のパスの後でもコーティングを除去することができなかった。その結果を図６及び７の写真に示す。

本発明を、そのいくつかの実施形態を参照して記載してきた。前述の詳細な説明及び実施例は、単に理解を明確化するために提示してきたものである。それらから、無用の限定を解するべきではない。本発明の範囲から逸脱することなく、記載された実施形態において多くの変更を行うことができることが、当業者には明白であろう。例えば、本発明による成形ブラシセグメントは、当該技術分野において既知のような作業の間に、裏材又は剛毛を通る開口部などによって、冷却剤、潤滑剤、及び洗浄流体などの流体を被加工物に導入する手段を備えてもよい。したがって、本発明の範囲は、本明細書に記載された厳密な詳細及び構造に限定されるべきではなく、それよりもむしろ、特許請求の範囲の文言によって説明される構造、並びにそれらの構造の等価物によって限定される。

本発明は添付図面を参照して更に説明されるが、その際、同様の構造は、いくつかの図面を通して同様の数字によって参照される。

本発明のブラシの一部であって、但しブラシの剛毛の先端は示されていない平面図。図１の側面図。図１の断面ＢＢ（３３）の断面図。本発明のブラシの代替形態の平面図。本明細書に記載の複数のブラシを組み込んだブラシアセンブリの斜視図。実施例１を参照して本明細書に記載される結果の写真。実施例１を参照して本明細書に記載される結果の写真。

Claims

基部及び剛毛を備え、成形用組成物を更に含み、前記成形用組成物が超高分子量ポリエチレンの分散相を包含する、一体成形ブラシ。
研磨粒子を更に含む、請求項１に記載の一体成形ブラシ。
前記成形用組成物が熱可塑性樹脂である、請求項１に記載の一体成形ブラシ。
前記成形用組成物がポリアミドを含む、請求項１に記載の一体成形ブラシ。
前記成形用組成物の１重量％から２０重量％が超高分子量ポリエチレンを含む、請求項１に記載の一体成形ブラシ。
基部及び剛毛を備える複数の一体成形ブラシを備えるブラシアセンブリであって、前記ブラシのそれぞれが成形用組成物を含み、前記成形用組成物が超高分子量ポリエチレンの分散相を包含する、ブラシアセンブリ。
前記一体成形ブラシが放射状ブラシである、請求項６に記載のブラシアセンブリ。
基部及び剛毛を備える一体成形ブラシの製造方法であって、更に次の工程：
ａ．超高分子量ポリエチレンの分散相を含む成形用組成物を提供すること；
ｂ．前記成形用組成物が流動性材料になるようにすること；
ｃ．前記流動性材料を造形すること；及び
ｄ．前記造形された流動性材料を硬化させることを含む、方法。
請求項８に記載の方法であって、更に次の工程：
ｅ．前記ブラシの少なくとも前記剛毛を焼きなますことを含む方法。
表面にブラシをかける方法であって、次の工程：
ａ．超高分子量ポリエチレンの分散相を包含する成形用組成物を更に含む、基部及び剛毛を備えた、一体成形ブラシを提供すること；
ｂ．変更されるべき少なくとも１つの表面を有する被加工物を提供すること；
ｃ．駆動手段を提供すること；
ｄ．前記一体成形ブラシを前記駆動手段に結合すること；及び
ｅ．前記一体成形ブラシを前記被加工物に押し付けながら、前記一体成形ブラシを駆動すること、を含み；
それによって前記の少なくとも１つの表面を効率的に変更する方法。
前記被加工物が平面的な金属被加工物である、請求項１０に記載の方法。
基部及び剛毛を備える一体成形ブラシの製造方法であって、更に次の工程：
ａ．超高分子量ポリエチレンの分散相を含む成形用組成物を提供すること；
ｂ．前記成形用組成物を射出成形して、一体成形ブラシを形成すること；及び
ｃ．前記一体成形ブラシの少なくとも前記剛毛を焼きなますこと、を含む方法。