JPH0466672B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は強靭性、耐屈曲疲労性、耐水性、耐薬
品性および製糸性が均衡してすぐれ、とくに清掃
用および表面仕上げ用などの工業用ブラシとして
有用なブラシに関するものである。 （従来技術） 金属、木材および石材などの表面の清掃や仕上
げなどを行なう工業用ブラシの分野においては、
従来から合成樹脂製モノフイラメントが広く用い
られており、モノフイラメントの素材としては強
靭性や製糸性にすぐれたナイロン６、ナイロン
66、ナイロン12などのポリアミド、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な
どのポリエステルおよびポリエチレン、ポリプロ
ピレンなどのポリオレフインが主に採用されてい
る。 しかるにこれらの合成樹脂製モノフイラメント
からなるブラシを用いて、たとえば金属表面の仕
上げ加工を行なう場合には、ブラシと金属表面と
の摩擦により発熱現象が生起し、時としてモノフ
イラメントが溶融してブラシとしての性能が全く
阻害されることになるため、このような摩擦によ
る発熱を除去し、さらには併せて仕上げ面の正常
化を行なうことを目的として、ブラシの稼動面に
水ないし温水または弱酸性液などを注水しながら
作業するのが通常である。しかしながら一般によ
く用いられているポリアミドモノフイラメント製
ブラシは耐水性に劣るために上記のごとき湿潤状
態での作業時に膨潤ないし柔軟化してブラシ性能
が低下するばかりか、さらに耐薬品性にも劣るた
めに、酸性液を用いる場合にはブシが侵されて耐
久性が低下するという問題があつた。したがつて
ポリアミドモノフイラメント製ブラシを湿潤状態
で使用する場合にはブラシの回転数を増すとか、
押圧力を強めるなどのエネルギー増強対策を講じ
る必要があり、必然的にブラシ性能を短縮した
り、エネルギーロスを招くなどの工業的に好まし
くない結果となつていた。 一方ポリエステルはポリアミドに比較して耐水
性が良好であるから、このポリエステルモノフイ
ラメントをブラシ用に適用する場合には上記ポリ
アミドモノフイラメント製ブラシの欠点は解消で
きるものと予想されるが、代表的なポリエステル
であるポリエチレンテレフタレートは剛性が高す
ぎるためブラシ用途には不適当であり、またポリ
ブチレンテレフタレートはポリエチレンテレフタ
レートに比較して剛性が低く、ブラシ特性はすぐ
れている反面、モノフイラメントの耐屈曲性が劣
り、きわめてへたり易いために、工業用ブラシの
毛材としては十分な性能を発揮し得ていないのが
実情である。 （本発明が解決しようとする問題点） そこで本発明者らは強靭性、耐屈曲疲労性、耐
水性、耐薬品性および製糸性が均衡してすぐれた
ブラシの取得を目的として鋭意検討した結果、ベ
ース樹脂として比較的高いレベルの溶融粘度を有
するポリブチレンテレフタレートを用い、これに
ポリエステルエラストマを特定量混合した組成物
を素材とするモノフイラメントが上記目的に合致
したブラシ性能を発揮し、とくに工業用ブラシと
して有用であることを見出し、本発明に到達し
た。 （問題点を解決するための手段） すなわち本発明は溶融粘度が4000ポイズ以上の
ポリブチレンテレフタレート50〜90重量部および
ポリエステルエラストマ50〜10重量部との混合物
を素材としてなる直径が0.05〜3.0mmのモノフイ
ラメントからなるブラシを提供するものである。 本発明で用いるポリブチレンテレフタレート
（以下PBTと略称する。）とは実質的にテレフタ
ル酸またはそのエステル形成性誘導体と１，４−
ブタンジオールまたはそのエステル形成性誘導体
とをエステル化またはエステル交換反応した後、
重縮合することにより得られるポリエステルであ
り、少割合であればイソフタル酸、フタル酸、ナ
フタレンジカルボン酸、アジピン酸およびセバシ
ン酸などの他のジカルボン酸やエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコ
ール、シクロヘキサンジオールおよびポリアルキ
レングリコールなどの他のジオールを含有するこ
とができる。 また使用するPBTは熱安定剤、酸化防止剤、
着色剤、滑剤、難燃剤および帯電防止剤などの通
常の添加剤を含有することができる。 ここで一般にPBTをモノフイラメントに溶融
紡糸する場合には、溶融粘度が3000ポイズ以下の
比較的低粘度のポリマが使用されているが、この
ような低粘度PBTにポリエステルエラストマを
混合して溶融紡糸を行なうと、紡糸ノズルから吐
出する溶融ポリマの流出状態が不安定となつてダ
イヤムラが発生したり、糸切れを起こし、たとえ
防糸が良好であつても次の延伸工程において延伸
状態が不均一となり、コブ糸を生じたり、糸切れ
を起こすため好ましくない。また仮に正常に製糸
ができたとしても、得られたモノフイラメントの
ダイヤムラが大きくなつてブラシ用モノフイラメ
ントとしての性能が低下し、この不都合な傾向は
直径の太いモノフイラメントの場合ほど顕著であ
る。 しかるに本発明は溶融粘度が4000ポイズ以上、
とくに4500ポイズ以上のいわゆる比較的高粘度の
PBTを使用することを特徴とするものであり、
これによつてポリエステルエラストマを混合紡糸
しても上述の問題は生起せず、とくに耐屈曲疲労
性のすぐれたモノフイラメントを安定かつ効率的
に溶融紡糸することが可能となる。本発明で用い
るPBTの溶融粘度の上限にはとくに制限はない
が、あまり高粘度では溶融紡糸が困難になるた
め、上限は30000ポイズ、とくに25000ポイズが適
当である。 なお本発明でいう溶融粘度とは高化式フローテ
スタを用い、圧力20Kg/cm²、口金直径0.5mm、温度
240〜250℃の条件で測定した値である。 また本発明で用いるポリエステルエラストマと
はポリエステルハードセグメントと数平均分子量
約200〜6000のポリエーテルソフトセグメントか
らなるブロツク共重合体であり、ハードセグメン
トとソフトセグメントの比率が15〜90重量％対85
〜10重量％のものである。ポリエステルハードセ
グメントを形成するジカルボン酸成分としてはテ
レフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２，６−
および１，５−ナフタレンジカルボン酸、ビス
（ｐ−カルボキシフエニル）メタン、アントラセ
ンジカルボン酸および４，4′−ジフエニルエーテ
ルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、１，
４−シクロヘキサンジカルボン酸、シクロペンタ
ンジカルボン酸および４，4′−ジシクロヘキシル
ジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸およびア
ジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸およびダイ
マ酸などの脂肪族ジカルボン酸などが挙げられる
が、機械的性質や耐熱性の点で少なくとも50モル
％以上が芳香族ジカルボン酸の使用が好ましく、
とくにテレフタル酸の使用が推奨される。 またハードセグメントを構成するジオール成分
としては、炭素数２〜12の脂肪族もしくは脂環族
ジオールすなわちエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペ
ンチルグリコール、１，５ペンタンジオール、
１，６−ヘキサンジオール、デカメチレングリコ
ール、シクロヘキサンジメタノールおよびビス
（ｐ−ヒドロキシフエニル）ジフエニル、ビス
（ｐ−ヒドロキシフエニル）メタン、ビス（ｐ−
ヒドロキシフフエニル）プロパンなどのビスフエ
ノールおよびそれらの混合物を用い得るが、とく
に炭素数２〜８の脂肪族もしくは脂環族ジオール
が好ましく用いられる。 またポリエーテルセグメントを構成するポリ
（アルキレンオキシド）グリコールとしはポリエ
チレングリコール、ポリ（１，３−および１，２
−プロピレン）グリコール、ポリ（テトラメチレ
ンオキシド）グリコール、ポリエチレングリコー
ル−ポリプロピレングリコールブロツク共重合
体、ポリエチレングリコール−ポリ（テトラメチ
レンオキシド）グリコールランダム共重合体など
であり、とくにポリ（テトラメチレンオキシド）
グリコールが好ましく、勿論これらの併用も可能
である。これらのポリ（アルキレンオキシド）グ
リコールの数平均分子量は約200〜6000の範囲が
好適である。 上記ポリエステルエラストマの中でもとくにテ
レフタル酸、１，４−ブタンジオールおよび数平
均分子量が約300〜6000のポリ（テトラメチレン
オキシド）グリコールからなるものが好ましく使
用できる。 なおポリエステルエラストマの溶融粘度はとく
に制限しないが、なかでも1000ポイズ以上のもの
の使用が望ましい。 上記PBTとポリエステルエラストマとの混合
割合は、前者が50〜90重量部とくに70〜90重量部
と後者が50〜10重量部とくに30〜10重量部（合計
100重量部）の割合が好ましく、ポリエステルエ
ラストマが10重量部未満ではモノフイラメントの
耐屈曲疲労性が充分改良できず、50重量部を越え
るとモノフイラメントの強靭性が阻害されるため
好ましくない。 PBTおよびポリエステルエラストマからなる
組成物の調製方法についてはとくに制限はない
が、ドライブレンドまたは溶融混合し、再ペレタ
イズする方法および上記を直接モノフイラメント
に成型加工する方法などが挙げられる。 モノフイラメントの溶融紡糸は通常のポリエス
テルの溶融押出紡糸法に準じて極めて良好な製糸
性のもとで行なうことができ、溶融紡糸後のモノ
フイラメントを適宜延伸および熱固定してさらに
強靭性などを付与することも可能である。 このようにして得られるモノフイラメントの直
径は0.05〜3.0mm、とくに0.2〜2.0mmの範囲にある
ことが必要であり、0.05mm未満ではブラシとして
の性能に劣り、3.0mmを越えると製糸性が著しく
低下するため好ましくない。 また本発明のブラシ用モノフイラメントの断面
形状は円形、楕円形、三角形、四角形および星形
などのいずれの形状をもとることができる。 そして本発明のブラシは上記で得たモノフイラ
メントを基材に植毛するかあるいは編毛するなど
の手段により、適宜形状となすことにより得られ
る。 （発明の作用） 本発明のブラシは、ポリエステルエラストマを
特定量含有することに起因して、モノフイラメン
トの強靭性および耐屈曲疲労性がきわめて改良さ
れているので、従来よりも細く設計してもなお同
等の曲げ硬さなどを有するばかりか、へたり難
く、さらにはブラシを回転する際の回転数や押圧
力が小さくてすみ、繊細な仕上面を得ることがで
きる。 しかして本発明のブラシはとくに金属、木材お
よび石材などの清掃や表面仕上などを行なう工業
用ブラシとして有用であるが、他にもヘアブラ
シ、台所用ブラシ、衣料ブラシなどの一般家庭用
ブラシにも適用可能であり、相応の効果を期待す
ることができる。 以下に実施例を挙げて本発明の効果をさらに詳
述する。 実施例１〜３、比較例１〜３ 溶融粘度5000ポイズのPBT（東レ(株)製CM1200）
およびポリエステルエラストマ［PBT60重量部
と分子量1400のポリ（テトラメチレンオキシド）
グリコール40重量部とのブロツク共重合体〜溶融
粘度1200］を表−１の割合でドライブレンドし、
これを溶融押出機に供して溶融混合し、樹脂温度
270℃、押出し圧力120Kg/cm²、吐出量150ｇ／分の
条件で４ホールの円形ノズルから紡出し、50℃の
温水浴で冷却、固化、次いで140℃の熱風浴中で
4.5倍に延伸した後、150℃の熱風浴中で熱固定す
ることにより各々直径0.60mmのモノフイラメント
を得た。 また比較のため溶融粘度6000のナイロン６（東
レ(株)製M1021）を用いて上記と同様の条件にてナ
イロン６単独モノフイラメントを製造した。 得られた各モノフイラメントについて下記特性
を評価した結果を表−１に併せて示す。 (1) 曲げ硬さ 間隔10mmの２支点間に、長さ50mmのモノフイ
ラメントをのせ、その中央部に引き抜き荷重を
かけたとき、試料が湾曲し、支点間を抜けると
きの最大荷重値で示す。 (2) 耐屈曲疲労性 固定したモノフイラメントの一端に荷重1.5
Kgをかけて、この荷重側を屈曲角260度で180
回／分往復運動させ、固定したモノフイラメン
トの屈曲繰り返し部が折損（切断）するまでの
往復運動回数を測定することにより評価した。 (3) 引張破断強力および伸度 JIS L1069の規定に準じて測定した。 (4) 耐水性 モノフイラメントを40℃の温水中に３時間放
置した後、肉眼にて観察し、次の基準で評価し
た。 ◎……変化なし 〇……ほとんど変化なし △……やや膨潤 ×……膨潤 (5) 耐薬品性 モノフイラメントを酸（10％硫酸）および有
機溶剤（四塩化炭素）に３時間浸漬、放置した
後、肉眼にて観察し、次の基準で評価した。 〇……変化なし △……やや膨潤 ×……膨潤 (5) 製糸性 溶融紡糸時の状態を観察し、次の基準で評価
した。 〇……良好 ×……ダイヤムラ発生

【表】 表−１の結果から明らかなように、PBTおよ
びポリエステルエラストマからなるモノフイラメ
ントは、PBT単独（比較例２）およびナイロン
６単独（比較例３）に較べて強靭性および耐屈曲
疲労性にすぐれ、しかもPBT本来の曲げ硬さを
具備しているばかりか、耐水性、耐薬品性および
製糸性もきわめて良好であり、ブラシ用として最
適な特性を有している。またポリエステルエラス
トマの混合量が60重量部と多すぎる場合（比較例
３）は強靭性および耐屈曲疲労性が低下するばか
りか、製糸性も悪化する。 実施例 ４ 実施例２で得たモノフイラメントを用いて直径
300mm、長さ200mm、毛丈60mmの回転ブラシを作成
し、これを毎分900回転の速度で回転させ、しか
も仕上げ加工部に注水しながら、鉄板表面の仕上
げ加工を行なつたところ、良好な仕上げを容易に
達成することができ、ブラシの耐久性もきわめて
すぐれていた。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明のブラシは強靭
性、耐屈曲疲労性、耐水性、耐薬品性および製糸
性が均衡してすぐれ、とくに工業用ブラシを主体
とする各種用途において有用な効果を発揮する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融粘度が4000ポイズ以上のポリブチレンテ
   レフタレート50〜90重量部およびポリエステルエ
   ラストマ50〜10重量部との混合物を素材としてな
   る直径が0.05〜3.0mmのモノフイラメントからな
   るブラシ。