JPH04300166A - 研削用モノフィラメント及びその製造法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は研削用モノフィラメント
に関するものである。更に詳しくは、研削力にすぐれ、
工業用ブラシ等の用途に適し、特に鋼材を焼きなました
際に発生する強固な酸化皮膜の除去等に有効な研削用モ
ノフィラメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属表面の研削用ブラシは主とし
て、ポリアミド系熱可塑性高分子樹脂に砥材粒子を混入
させてなるモノフィラメントが使用されている。しかし
ながら、従来から使用されているモノフィラメントは熱
可塑性高分子樹脂と砥材粒子との接着力が不充分なため
、研削過程において熱可塑性高分子樹脂から砥材粒子の
剥離及び脱離が起こり、研削力が低下する。

【０００３】さらにはモノフィラメントの摩滅速度も速
くなり耐久性も低下するので、クリーニング、研磨分野
までしか使用できず、過酷な研削分野には不充分なもの
であった。また、従来から使用されている研削用モノフ
ィラメントは硬いために糸折れし易く、かつブラシロー
ルへの植毛作業も非常に困難なものであった。その改良
として、熱可塑性高分子樹脂と砥材粒子とにシランカッ
プリング剤を添加する方法（特公昭５０−１３９９３号
公報）が提案され、その結果、研削力は大幅に向上した
。

【０００４】しかしながら、今まで過酷な用途に満足で
きるような研削用モノフィラメントは得られていなかっ
た。とくに従来、糸径が２ｍｍφ以上の紡糸後ドラフト
し延伸した研削用モノフィラメントのボイド率は１０％
前後であり、この高いボイド率が過酷な用途における研
削性の障害となっていた。すなわち、従来は溶融紡糸で
研削用モノフィラメントを得る際、延伸工程において熱
可塑性高分子樹脂と砥材粒子の接着面で繊維軸方向にボ
イド（空隙部分）が発生し、しかも研削時の被研削体と
の衝撃作用にて、その砥材粒子が核となり熱可塑性高分
子樹脂内部よりモノフィラメントを傷つけるために砥材
粒子の剥離及び脱離が起こりやすくなり、過酷な研削分
野での研削力としては未だ満足するレベルに到達してい
なかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、過酷
な用途において満足すべき充分な研削性をもち、植毛作
業し易い柔軟な研削用モノフィラメントを提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の一つ
は、熱可塑性高分子樹脂と砥材粒子とからなり糸径が２
〜４ｍｍφの研削用モノフィラメントにおいて、ボイド
率が５％以下であり、しかも延伸されていることを特徴
とする研削用モノフィラメントであり、もう一つは、熱
可塑性高分子からなる研削用モノフィラメントを溶融紡
糸し、ドラフトし、延伸する研削用モノフィラメントの
製造法において、紡出後６〜１２倍のドラフト率で引取
り、次いで１．０５〜２倍の倍率で延伸することを特徴
とする研削用モノフィラメントの製造法、である。

【０００７】本発明の研削用モノフィラメントは熱可塑
性高分子樹脂に好ましくはシランカップリング剤で予め
表面処理した砥材粒子を混合し、６〜１２倍の高ドラフ
ト率で紡糸した後、２倍以下の低倍率で延伸することを
特徴とする方法により製造することが可能である。本発
明の研削用モノフィラメントの糸径は２〜４ｍｍφであ
る。糸径が２ｍｍφ以下では、耐久性、研磨力にすばら
しい効果を発揮するものの、過酷な研削用途においては
充分な研削力はない。

【０００８】一方、糸径が４ｍｍφを越えるものは充分
な研削力をもつものの、研削用モノフィラメント自体が
硬くなりすぎるために糸折れし易くかつブラシロールへ
の植毛作業も非常に困難となる。本発明の研削用モノフ
ィラメントのボイド率は５％以下である。５％を越える
と研削用モノフィラメントから砥材粒子の剥離及び脱離
が起こり研削力が低下する。さらに好ましくは４％以下
である。

【０００９】本発明の研削用モノフィラメントは柔軟度
が４００〜７５０ｇであることが好ましく、さらに詳し
くは、ナイロン６では５５０〜６５０ｇ、ナイロン６／
６６では４００〜５００ｇ、ナイロン６１０では６５０
〜７５０ｇであることが好ましい。本発明の研削用モノ
フィラメントを製造する場合のドラフト率は６〜１２倍
というドラフト可能な上限の範囲である。

【００１０】ドラフト率６倍以下では研削性が低下する
。一方、ドラフト率１２倍以上ではドラフト率が高すぎ
るために紡口直下でのサージング現象（サイジングとも
いい、紡糸直後の太さの周期的変動をいう）及び糸切れ
が起こり紡糸性が低下する。好ましくはドラフト率は８
〜１２倍である。本発明でドラフト率とは、紡出された
ポリマーを引張るとき、紡出速度と引張り速度との比を
いう。

【００１１】本発明の研削用モノフィラメントを製造す
る場合の延伸の倍率は１．０５〜２倍である。延伸が２
倍を越えるものはボイド率が高くなりすぎるため研削性
が低下し、更には研削用モノフィラメント自体が硬くな
る問題を有する。延伸倍率は好ましくは１．１〜１．８
倍である。本発明で延伸とは、冷却固化されたモノフィ
ラメントを引張るとき、引張り速度と巻取り速度との比
をいう。

【００１２】本発明で用いる熱可塑性高分子樹脂として
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６Ｔ及びこれらを含んだ共重合ポリ
アミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート及びこれらを含んだ共重合ポリエステルが
好ましく、さらに好ましくは相対粘度３．０以上のポリ
アミドが好適である。また、熱可塑性高分子樹脂の２種
以上をブレンドして用いることも可能であり、植毛作業
、研削条件からの要求性能等に応じて熱可塑性高分子樹
脂を選択して用いられる。また、熱安定剤、滑剤、着色
剤等の通常の添加剤を加えることも可能である。

【００１３】本発明で用いる砥材粒子としては溶融アル
ミナ質、炭化珪素質、ジルコニア系、炭化物、窒化物、
ホウ化物、人造ダイヤモンド等の人造研磨材及びダイヤ
モンド、コランダム、エメリー、ざくろ石等の天然研磨
材があり、これらは単独でも混合させてもよい。砥材粒
子の粒度としては０〜００のものが好ましく、さらに好
ましくは０〜００であり研削力を高めるには砥材粒子の
粒径の大きなものほど効果的である。

【００１４】熱可塑性高分子樹脂への砥材粒子の混合割
合は１０〜６０重量％の範囲が好ましく、さらに好まし
くは２０〜４０重量％である。砥材粒子の割合が少ない
と研削力が不足し、多すぎるとモノフィラメントの成形
が著しく困難となる。このような方法により糸径が太い
研削用モノフィラメントの製造が容易となり、しかも高
ドラフト、低倍率延伸によって柔軟性を有したモノフィ
ラメントが得られ、ブラシロールへの植毛作業も容易と
なる。

【００１５】

【実施例】次に実施例により本発明を詳細に説明する。 なお、物性評価はＪＩＳＬ１０１３に準じた標準状態で
以下の方法で行った。 ■　　研削性：直径３２０ｍｍφ、幅７５ｍｍ、ブラシ
糸長３０ｍｍの研削用モノフィラメントのブラシロール
を製作し、切り込み長（鋼板とフィラメント先端の間隔
に対するフィラメントの超過糸長）３ｍｍ、回転数１２
００ｒｐｍで静止した鋼板を３０秒間研削した時の研削
量（ｍｇ）で表わす。

【００１６】■　　耐久性：総数３０本の研削用モノフ
ィラメントを糸長３０ｍｍ、切り込み長１０ｍｍで静止
した鋼板に１２００ｒｐｍで回転衝突させ、糸切れ開始
した時間（分）で表わす。 ■　　柔軟度：間隔が３０ｍｍの２つの輪を支点とし、
これに長さ１００ｍｍの研削用モノフィラメントを通し
、その中央部に荷重を加えてゆき、上記のモノフィラメ
ントが曲がり輪から抜けた時の最大荷重をオートグラフ
で測定した荷重（ｇ）で表わす。

【００１７】■　　ボイド率：一定容量における水と、
サンプルと水との重量の差から下記により算出した実質
密度を用い次の式で計算する。ボイド率＝（１−実質密
度／理論密度）×１００（％）実質密度＝Ｗ／（Ｗ１　
−Ｗ２＋Ｗ）Ｗ：サンプル重量Ｗ１　：比重ビンと水の
重量Ｗ２　：比重ビンと水とサンプルの重量比重ビンは
ＪＩＳ　　Ｒ３５０３−７８準拠のＨＡＲＩＯ社製のワ
ードソン型を用いて測定した。

【００１８】

【実施例１】シランカップリング剤０．４重量％を炭化
珪素の粒度０に加えて、１５０℃で４時間熱処理した後
、相対粘度３．５のナイロン６に対して３０重量％にな
るように配合し、均一に混合したものを押出機を用い２
７０℃で溶融し、紡口を通して常温の冷却水浴中に紡出
し、冷却固化しながらドラフト（以下Ｄｆという）１０
倍で引き取り、９０℃の熱水浴中で１．５倍に延伸しな
がら２５ｍ／ｍｉｎで巻き取り、糸径３．０ｍｍφの研
削用モノフィラメントを得た。得られたモノフィラメン
トの物性を評価し、その結果を表１に示す。

【００１９】

【比較例１】Ｄｆ３倍、延伸倍率３．０倍とし、これ以
外の条件はすべて実施例１と同様の条件とし、３．０ｍ
ｍφの研削用モノフィラメントを得た。得られたモノフ
ィラメントの物性を評価し、その結果を表１に示す。

【００２０】

【実施例２】相対粘度４．５の共重合ナイロン６／６６
樹脂（ナイロン６成分の原料とナイロン６６成分の原料
を８５：１５の比率で共重合）を用いて、実施例１と同
様の条件で糸径３．０ｍｍφの研削用モノフィラメント
を得た。得られたモノフィラメントの物性を評価し、そ
の結果を表１に示す。

【００２１】

【比較例２】Ｄｆ３倍、延伸倍率３．０倍とし、これ以
外の条件はすべて実施例２と同様の条件とし、３．０ｍ
ｍφの研削用モノフィラメントを得た。得られたモノフ
ィラメントの物性を評価し、その結果を表１に示す。

【００２２】

【実施例３】相対粘度４．２のナイロン６１０樹脂を用
いて実施例１と同様の条件で糸径３．０ｍｍφの研削用
モノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの
物性を評価し、その結果を表１に示す。

【００２３】

【比較例３】Ｄｆ３倍、延伸倍率３．０倍とし、これ以
外の条件はすべて実施例３と同様の条件とし、３．０ｍ
ｍφの研削用モノフィラメントを得た。得られたモノフ
ィラメントの物性を評価し、その結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】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はいずれの熱可塑性高分子樹脂
の場合においても比較例に対して、低ボイド率で柔軟性
を有しており、しかも耐久性を損なうことなく研削性が
向上しており、その改善効果は著しいものである。

【００２６】

【発明の効果】本発明の研削用モノフィラメントは過酷
な研削分野に使用する場合、従来のものに比較して耐久
性があり、研削力が特に優れており、柔軟性を有してい
るためブラシロールへの植毛作業も容易となる。工業用
ブラシに応用する

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　熱可塑性高分子樹脂と砥材粒子とから
   なる糸径が２〜４ｍｍφの研削用モノフィラメントにお
   いて、ボイド率が５％以下であり、しかも延伸されてい
   ることを特徴とする研削用モノフィラメント。
2. 【請求項２】　　熱可塑性高分子からなる研削用モノフ
   ィラメントを溶融紡糸し、ドラフトし、延伸する研削用
   モノフィラメントの製造法において、紡出後６〜１２倍
   のドラフト率で引取り、次いで１．０５〜２倍の倍率で
   延伸することを特徴とする研削用モノフィラメントの製
   造法。