JPH03112505A

JPH03112505A - シート状ブラシ材料及びブラシ構造物

Info

Publication number: JPH03112505A
Application number: JP1250565A
Authority: JP
Inventors: Susumu Norota; 野呂田　進; Hiroyuki Adachi; 安達　弘行
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1991-05-14
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: EP0420138B1; JPH0783725B2; EP0420138A3; EP0420138A2; DE69017130D1; US5177910A; DE69017130T2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、鋼板等の表面を洗浄或いは研摩するブラシを
形成する新規な材料及びブラシ構造物に関する。

（従来の技術）従来、鋼板等の表面洗浄や研摩には、ナイロン等の剛毛
やサンドペーパー或いは不織布等をロール状としたブラ
シ或いは円盤状物に植設したブラシなどが利用されるこ
とが多い。これは、ブラシが鋼板等の被ブラッシング材
に馴染み易いという大きな特徴を持つからである。しか
しながら、上記のブラシ材料にはそれぞれ一長一短があ
って、必ずしも満足して使用されているわけではない。

即ち、剛毛の場合は、チャネルやディスク等のブラシ構
造上の理由から、ブラシマークが発生しやすい、チャタ
マークが発生しやすい、研摩性能が低い、等の欠点があ
る。サンドベーパーは、摩耗が極めてはやい、研摩粒子
が脱落しやすい、洗浄効果が少ない、等の欠点を有する
。また、不織布は、摩耗がはやい、目詰りしやすい、細
かいＭｉｌｌの脱落がある、等の欠点を有する。

（発明が解決しようとする課題）本発明は上記従来のブラシ材料の問題点を解決した新規
で有用なブラシ材料及びブラシ構造物を提供しようとす
るものである。即ち、本発明が解決しようとする課題は
、下記の通りである。

１）刷毛の利点（洗浄性、耐摩耗性、耐目詰り性）を有
し、上記欠点を除いたブラシ作成が可能な材料を提供す
る２）あらゆる形態のブラシに活用可能な基本要素となる
ブラシ構造物を容易に作成できるブラシ材料を提供する
。

３）耐熱性と耐久性に優れたブラシを得るための材料を
提供する。

４）均一なブラッシングが可能なブラシを作成するため
の材料を提供する。

（課題を解決する手段）本発明者は上記課題を解決するために、従来ブラシの作
用を徹底的に解析し、その欠点の発生原因を解明すると
ともに、課題解決の手段を鋭意検討した。その結果、下
記本発明に到った。

（１）合成樹脂製シート片の表面に、互いに平行な複数
の溝を設けたことを特徴とするシート状ブラシ材料。

（２）合成樹脂製シート片の内部に研摩粒子が混入され
てなる請求項（１）に記載のシート状ブラシ材料。

（３）　　合成樹脂がメタ系芳香族ポリアミドを特徴と
する請求項（１）または（ａに記載のシート状ブラシ材
料。

（４）第１項〜第３項のいずれかに記載のシート状ブラ
シ材料の複数枚を、該ブラシ材料の表面に設けられた溝
の方向が一致するように配列積層して形成した構造体の
１部が接着樹脂で固着されてなることを特徴とするブラ
シ構造物。

以下、本発明の詳細を図面によって詳細に説明する。

第１図は、本発明のシート状ブラシ材料を模式的に示す
斜視図であり、１は合成樹脂製シート片の表面に設けら
れた溝を示す。この溝は図のように互いに平行になるよ
うに設けられている。

本発明に於ける合成樹脂は、シート状物に成形可能な全
ての合成重合体に適用される。具体的には、ポリエチレ
ンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ナイロン６や
ナイロン６６等の脂肪族ポリアミド、ポリエチレンテレ
フタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエス
テル、あるいは、本発明のシート状ブラシ材料は耐熱性
が高いことが望ましいので、ポリスルホン、ポリエーテ
ルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニ
レンスルフィドやボリアリレート類、ふっ素糸樹脂類に
も適用される。

本発明者の検討結果によれば、本発明のシート状ブラシ
材料として最も適している樹脂は、メタ系芳香族ポリア
ミド、具体的にはポリメタフェニレンイソフタルアミド
（ＰＭＩＡと略称す〉を主成分とする樹脂である。この
ＰＭＩＡは、融点が約４２０℃と高い為にブラッシング
摩擦熱により溶融する可能性が極めて低く、ガラス転移
点が約２７５℃と高い為にブラシ内部の蓄熱によりブラ
シ材としての弾性率低下の可能性が極めて少ない。

さらには弾性率と反発性が高いうえに耐摩耗性が高いと
いうブラシ材料にとって不可欠の適性をもっている。本
発明のシート状ブラシ材料は、その特殊形状を成形する
手段として熱可塑化押出し成形が望ましいが、従来メタ
系芳香族ポリアミドは融点と熱分解温度が近接している
ため、熱可塑化押出し成形不可能とされていた。しかし
ながら、近年本発明者はこの常識を覆し、特開昭６３−
１２７１３号公報及び特開昭６３−２１９２０号公報に
於てこの重合体と研摩粒子とを混合した扁平糸及びそれ
らを熱可塑化押出しして製造する方法を提案した。本発
明のメタ系芳香族ポリアミドを主成分とするシート状ブ
ラシ材料は、上記公報提案の製造方法により、製造可能
となったものである。

本発明のシート状ブラシ材料の幅は、溝の方向に対して
直角方向（図面Ｗ）で定義され、これが後述のブラシ構
造物の幅となる為、１０〜２０００ａｍが好ましい。長
さは溝と平行方向で定義され（図面Ｈ）、ブラシのトリ
ムを決定付けるので、１０〜２００ａｍが好ましい。又
、厚さは、溝に対して直角方向にノギスをあてて測定す
ることとしく図面Ｄ）０．１〜５履の範囲が好ましい。

また、溝の深さ（図面ｄ）はシートの厚さの０．５〜９
０％が好ましい。さらに好ましくは２０〜６０％の範囲
である。溝の幅は０．０５〜１０＃ｌｌ１１が好ましく
、さらに好ましくは０．２〜５Ｍである。隣接する溝と
溝との間隔は、０．２〜５０ｍ＋が好ましく、さらに好
ましくは０．５〜２０１ＩＩＩＩである。溝はシートの
片面のみでも良いが、両面が望ましい。溝の位置は、両
面対称、非対称いずれでもよい。満の間隔や幅は、−枚
のシート上で同じ寸法にする必要はなく、むしろ後述の
ブラシ構造物にした場合、積層シート相互の溝があまり
重ならないように溝の位置や寸法を変えた方が好ましい
場合もある。

本発明における合成樹脂シート片の内部に研摩粒子を混
入すると、研摩用の有用なシート状ブラシ材料となる。

合成樹脂シート内に研摩粒子を混入させる手段は特に限
定するものではないが、研摩粒子を合成樹脂内に最も均
一に分散させる手段を選ぶべきである。ここで、研摩粒
子とは、粒子径が０．１〜１０００ミクロン程度の範囲
の粒状研摩材であり、例えば炭化けい素、アルミナ、ダ
イヤモンド・金剛砂１ｍ化セリウム、マグネタイト、金
属粉等の耐熱物等である。

本発明のシート状ブラシ材料は、その長さ（１」）が同
一の複数枚を用いて、該ブラシ材料の表面に設けられた
溝の方向が一致するように配列積層して形成した構造体
の一部を、接着樹脂で固着し一体化し、ブラシ構造物と
して活用することができる。第２図は、その−例を示す
斜視図である。第２図において、Ｓは本発明のシート状
ブラシ材料であり、複数枚のシート状ブラシ材料がそれ
ぞれ溝の方向を同一にして配列積層され、ブロック状構
造体を形成している。そして、その構造体の底辺部には
、接着樹脂Ｂが含浸され、固化しているため、この構造
体は一体化した構造物となっている。この構造物は、い
ろいろな形のブラシに活用可能な基本要素となるため、
本発明者はこれを「ブラシ構造物」と呼んでいる。

このブラシ構造物を作成するには、液状の接着樹脂を本
発明のシート状ブラシ材料の長さ方向下部に塗りながら
順次積層し、その形態を保持したまま固化させるか、浸
透性のよい接着樹脂の場合は、積層構造体を形成してか
ら、底辺からその樹脂を浸透させたのち固化させてもよ
い。

接ｔｂ４１１１としては、エポキシ系、シリコンゴム系
等の耐熱性の高いものが望ましい。

本発明のブラシ構造物は、これをロールの表面に放射状
に植設して回転ロールブラシとして活用できる。第３図
は、その１例を示すもので、本発明のブラシ構造物を、
溝付ロールの溝に接着樹脂で植設したものである。また
、このような回転ブラシは、本発明のシート状ブラシ材
料を、溝の方向が円の中心に向かうように放射状に連続
的に配列しリング状の積層構造体を形成し、そのリング
内部を接着樹脂で固着したブラシ構造物をそのまま活用
できる。

本発明のブラシ構造物は、第４図のような円盤状ブラシ
、第５図のような回転束状ブラシなど種々の形状のブラ
シとして活用できる。

（作用）本発明のシート状ブラシ材料の表面に形成された互いに
平行な複数の溝は、下記の作用を奏する。

１）それらを配列積層して接着樹脂で固着してブラシ構
造物を作成するにあたり、樹脂の構造内浸透を容易にす
る。

２）樹脂が溝内に入るためブラシ構造を強固に固着させ
る。

３）溝によってシート状ブラシ材料の断面があたかも剛
毛を数珠つなぎにしたようになるので、刷毛の先端によ
るブラッシング作用と同じ作用が得られるのみならず、
剛毛の欠点である横ぶれ（ブラッシングの際、剛毛が横
に曲がって逃げるため、効果が減少するのみならず、チ
ャタリング等のブラッシングむらの原因となる）がない
利点が生じる。

４）過度のブラッシングが行われた際、シートの破損を
一定方向く溝の方向）に向けさせる作用があり、それは
単にシートを裂くだけなのでブラシ構造物から破片が分
離せずブラッシング効果に影響を与えない。

（実施例１）特開昭６３−１２７１３号公報記載の方法と装置を用い
、軟化ゾーンの出口（口金）の形状を第６図のような特
殊形状にして、ＰＭＩＡの熱可塑化押出し成形を行い、
ついでこれを２９０℃のプレート上で２．５倍で延伸し
、長さ方向に多数の溝を有する幅７０履のシート状ＰＭ
ＩＡを連続的に製造した。

つぎにこのシート状物を長さ４０ｔｒａのシート片に裁
断し、第７図の拡大写真のような本発明のシート状ブラ
シ材料を作成した。この材料の寸法は、下記の通りであ
る。

シート片の幅（Ｗ）シート片の長さ（Ｈ）シート片の厚さ（Ｄ）溝の深さ（ｄ　）溝の幅（Ｗ　）溝と溝の間隔（ｐ）０ｓ０ｊＩｌｌ０６６ＭＯ，２５ｔｔｍＯ，５ＭＯ，８ＩＩＲつぎに、上記のシート状ブラシ材料を用いて・第２図の
ようなブラシ構造物を作成した・即ち、該シート状ブラ
シ材料の長さ方向の片側端的１０．の部分に信越化学■
製のシリコーンコム接着材（Ｋ　Ｅ　４４Ｗ　）を塗り
、これを１７枚積層して圧着状態で固化させ厚さ１４．
のブラシ構造物を作成した。

このブラシ構造物を用いて第３図のような回転ロールブ
ラシを作成するため、長さ１４００ｍ＋、外径２２５ｍ
＋、溝幅１４履、溝深さ１２１１１．溝数３６個の溝付
ロールを作成した。

つぎに、このロールの溝内壁に上記の接着樹脂を塗り、
溝に上記のブラシ構造物を次々とｖＭ着させて植設し、
溝を埋め尽くすことによって第３図のような回転ロール
ブラシを作成した。この際、ブラシ構造物の隣接部が、
ロールの円周に沿って重ならぬように配慮して植設した
。

この回転ブラシロールを薄板鋼板の表面洗浄用（表面の
鉄粉、油分等の異物除去）として使用したところ、従来
使用のナイロン剛毛ブラシと比較して下記の評価が得ら
れた。

１）表面洗浄効果は、下記の理由がらナイロンブラシの
約２倍。

■　洗浄液の交換周期が約１７２になった。

■　鋼板の表面光沢がナイロンブラシ２本によるブラッ
シング光沢とほぼ等しい。

２）ブラッシングのモーター電流がナイロンブラシの約
１／２であり、ブラッシング効率が良好である。

３）耐久性（通算使用時間）はナイロンブラシの５割ア
ップとなった。これは、剛毛のような先細り摩耗がない
ためと推定される。

４）ＰＭＩＡを使用しているため、ブラシの内部冷却が
不要であり、運転管理が容易であった。

５）ナイロンブラシ（ディスク式）のようなブラシマー
クは全く見られなかった。これはブラシの回転軸方向の
均一性に依存するので、当然の結果と推定される。

（ヌ施例２）特開昭６３−２１９２０号公報記載の方法と装置を用い
、口金の形状をジグザグ型スリット形状にして・研摩粒
子（ＳｉＣ＃８０）が３５重量％混合されたＰＭＩＡの
熱可塑化押出し成形を行い、ついでこれを２９０℃の熱
プレート上で２．２倍で延伸し長さ方向に多数の■型溝
を有する幅６０ｍのシート状ＰＭＩＡを連続的に製造し
た。

つぎに、このシート状物を長さ５０Ｍのシート片に裁断
し、下記のような本発明のシート状ブラシ材料を作成し
た。

シート片の幅（Ｗ　）　　　　　　ｓｏ、。

シート片の長さ（Ｈ）　　　　　５０薦シ一ト片の厚さ
（Ｄ）　　　　　１．５ｍ溝の深さ（ｄ　）　　　　　
　　　０．５ｓｍ＋溝の幅（ｗ　）　　　　　　　　０
．７ｓｍ溝と溝の間隔（＋）　）　　　　　　０．７ｔ
ｔｘａこのシート状ブラシ材料を用いて、第４図のよう
なリング状のブラシ構造物を作成した。

即ち、該シート状ブラシ材料０長さ方向の片側端的１５
．の部分に、油化シェルエポキシ＃ＡＪｌエビコート８
２７．エピコート８１１の各５０％からなる主剤　１０
０重量部に、エビキュア３０８０の５０重量部を混合し
たエポキシ樹脂液を塗り、これをリング状の型に順次大
れて放射状に積層配列した。次に、これを硬化炉にいれ
て８０℃で４時間熱処理し、樹脂を硬化させてから型か
らはずし外径３００ｍのリング状のブラシ構造物を得た
。このブラシ構造物を、フランジ付きのロールに填め込
み、フランジで固定して回転研摩ブラシを作成した。

この回転研摩ブラシでステンレス鋼板の研摩性能をテス
トしたところ、ブラシ回転数１２００ｒｐｍ　。

板速３０ｍ／分で、１ｉｌｌ摩ｊ！６０（９／ｙｒＬ／
３バス）が得られ、表面粗度（Ｒａ）は０．８μであり
、重研削ブラシ及び高スクラッチ加工ブラシとしての性
能を満足することが実証された。

（効果）本発明のシート状ブラシの効果として、下記事項があげ
られる。

＊ブラシの作成に関しては、１）あらゆる形態のブラシに活用可能な基本要素となる
ブラシ構造物を極めて容易に作成することができる。

２）ブラシ構造物を作成する際、接着樹脂が溝に入るた
め、接着性のあまり良くない樹脂を使用してもアンカー
効果で、構造が強固に固着される。

３）剛毛ブラシのように「毛刈り」を実施する必要がな
く、材料のロスが極めて少ない。

＊作成されたブラシの性能に関しては、１）回転ブラシ
の場合は、そのブラッシングにおける剛毛の利点（剛毛
先端部のブラッシング効果）を保有し、剛毛の欠点（剛
毛の横曲がり性）を排除した性能を与える。

２）刷毛にくらべて、材料の曲げ剛性が大きいため、ブ
ラッシング効果が増大する。

３）回転ロールブラシの場合は、従来のチャンネルブラ
シやディスクブラシのようなローラー軸方向の密度ムラ
がないため、ブラッシングマークが発生しない。

４）第４図のような回転式円盤状ブラシや第５図のよう
な回転束状ブラシの場合は、従来の剛毛ブラシのような
遠心力による「毛倒れ現象」は発生しない。

５）研摩粒子を混合した材料を用いたブラシの場合は、
サンドベーパーや研摩不織布を用いた研摩工具に比べて
、研摩粒子が合成樹脂の内部に混合されている為、耐摩
耗性が極めてよい。

６）合成４１脂としてメタ系芳香族ポリアミドを使用し
たときは、その耐熱性、高ガラス転移温度。

高剛性、耐摩耗性等の特性が発揮されて、上記効果は一
層増大される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のシート状ブラシ材料を模式的に示す
斜視図であり、１は合成樹脂シート片の表面に設けられ
た溝を示す。第２図は、本発明のブラシ構造物の１例の斜視図であり
、Ｓは本発明のシート状ブラシ材料を示す。第３図は、本発明のブラシ構造物を、溝付Ｏ−ルの溝に
接着樹脂で植設して作成した、回転ロールブラシの斜視
図である。第４図は・本発明のブラシ構造物から成形した円盤状ブ
ラシ、又第５図は、回転束状ブラシの斜視図である。第６図は実施例１のシート状ブラシ材料を成形するため
の口金のノズル形状を示す図であり、第７図はこの口金
から成形されたシート状ブラシ材料の走査型電子顕微鏡
である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）合成樹脂製シート片の表面に、互いに平行な複数
の溝を設けたことを特徴とするシート状ブラシ材料。
（２）合成樹脂製シート片の内部に研摩粒子が混入され
てなる請求項（１）に記載のシート状ブラシ材料。
（３）合成樹脂がメタ系芳香族ポリアミドを主成分とす
る請求項（１）または（２）に記載のシート状ブラシ材
料。
（４）第１項〜第３項のいずれかに記載のシート状ブラ
シ材料の複数枚を、該ブラシ材料の表面に設けられた溝
の方向が一致するように配列積層して形成した構造体の
１部が接着樹脂で固着されてなることを特徴とするブラ
シ構造物。