JPS61260977A - ブラシ用毛材 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は金属や木材などの表面研削、研磨仕上げにおい
て、微細かつ美麗な仕上げ面を高能率で得ることができ
る、研削、研磨性および耐久性にすぐれた砥剤粒子含有
合成樹脂モノフィラメントを基体とする工業ブラシ用毛
材に関するものである。

（従来技術） 従来から工業用ブラシなどの分野において、砥剤粒子を
含有する合成樹脂を溶融紡糸して得られるモノフィラメ
ントを用いることはよく知られており、たとえば上記モ
ノフィラメントを基材に植毛して通常のブラシとして使
用するか、または上記モノフィラメントをすだれ状に垂
らしてその下に被研磨物を通過させる方法などの態様で
使用されている。

しかるに上記の砥剤粒子含有モノフィラメントをそのま
ま基材に植毛したブラシは、モノフィラメント自体が細
く、ブラシとしての腰に欠けるため、研磨性が劣り、微
細な研磨面を能率的に得ることが困難である。これに対
しモノフィラメントの太さを増大してブラシの腰を高め
ようとすると、研磨性こそ改善されるものの、研磨面が
麓くなって微細な仕上げ面の取得が阻害される。

このような問題を解決して微細な研磨面を得るためのブ
ラシ用毛材としては、たとえば数本の細い砥剤粒子含有
モノフィラメントを撚り合せるか、または束ねて、その
表面をマルチフィラメントなどで被覆したもの（実公昭
４９−３８６３７号公報および実公昭５６−２１２９４
号公報など）が知られているが、これらは撚り工程や被
覆工程などの加工工程が付加されることによって製造コ
ストが増大し、経済的に好ましくないばかりか、微細な
研磨面を得るための作業能率もいまだに改善の余地があ
る。

また砥剤粒子含有ポリマ層の表面に砥剤粒子を含有しな
い合成樹脂からなる被覆層を設けた複合繊維をブラシ用
毛材として用いることも知られている（特開昭６０−２
１９６６号公報）が、この複合繊維は実用に供する際に
、溶剤または分解剤により上記被覆層の一部を溶解また
は分解除去する必要があるばかりか、その研磨能力もい
わゆる研削ブラシの性能として充分満足できるものでは
ない。

〈本発明が解決しようとする問題点） そこで本発明者らは、微細かつ美麗な仕上げ面を高能率
で得ることができる、研削、研磨性および耐久性にすぐ
れた砥剤粒子含有合成樹脂モノフィラメントを基体とす
る工業ブラシ用毛材の取得を目的として鋭意検討した結
果、砥剤粒子を含有しないモノフィラメントと砥剤粒子
を含有するモノフィラメントとを組合せて構成した巻線
の表面に、特定の被覆層を設けることにより、上記目的
に合致したブラシ用毛材が得られることを児出し、本発
明に到達した。

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明は砥剤粒子を含有しない合成樹脂モノフ
ィラメント（Ａ＞を芯とし、これに複数本の砥剤粒子含
有合成樹脂モノフィラメント（Ｂ）を巻き回してなる複
合巻線において、その表面に溶剤蒸発型接着剤および合
成樹脂から選ばれた少なくとも１種からなる被膜が形成
されていることを特徴とするブラシ用毛材を提供するも
のである。

本発明で合成樹脂モノフィラメント（Ａ＞および（Ｂ）
の素材として用いる合成樹脂としては、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、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、ポリプロピレンなどの
ポリオレフィンおよびポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニ
リデンなどのポリハロゲン化ビニルなどの溶融紡糸可能
な熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの合成樹脂は熱安
定剤、酸化防止剤、耐候材、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。

本発明で用いる上記合成樹脂モノフィラメント（Ａ＞と
は、砥剤粒子を含有しない通常のモノフィラメントであ
り、その直径は０．１〜１．０ｍｍ１とくに０．２〜０
．８ｍｍの範囲から選択される。

本発明で用いる砥剤粒子としては、コークス粉、ボーキ
サイト、アルミナ粉などのアルミナ系研磨剤、白けい石
、鋸粉などの炭化けい素糸研磨剤、ダイヤモンド、エメ
リー、ざくろ石などの天然物系研磨剤、炭化物系研磨剤
、ジルコニア系研磨剤およびガラス系研磨剤などが挙げ
られ、これらは２種以上併用することができる。これら
砥剤粒子の粒子径はＪＩＳ　　Ｒ６００１（１９５６）
で規程された粒度が＃３０〜３０００．とくに＃６０〜
５００の範囲が好適であり、粒子径が＃３０よりも大き
いと紡糸性やモノフィラメントの強靭性が、また＃３０
００よりも小さいと研磨性がそれぞれ低下する場合があ
る。これら砥剤粒子の配合量は、合成樹脂に対し３〜７
０重量％、とくに１０〜５０重量％が好適であり、３重
置％未満では望ましい研磨効果が得られず、また７０重
量％を越えるとモノフィラメントの強靭性や溶融紡糸性
が低下するため好ましくない。

本発明で用いる砥剤粒子含有合成樹脂モノフィラメント
（Ｂ）は、上記の合成樹脂に砥剤粒子を必要量含有せし
め、これを溶融混合して−Ｈペレタイズするか、または
ペレタイズを経ずに直接溶融押出紡糸機に供し、紡糸口
金から複数本のモノフィラメントとして紡出せしめた後
、冷却し、必要に応じて延伸することにより得られる。

ここで砥剤粒子含有モノフィラメント単糸の断”面形状
は円形以外にも楕円形、三角形、矩形およびその弛の異
形にすることができ、それらの平均直径は通常０．２〜
１．３ｍｍ、とくに０．３〜１．０ｍｍの範囲が好適で
ある。

本発明のブラシ用毛材を製造するに際しては、まず上記
の砥剤粒子を含有しないモノフィラメント（Ａ＞を芯と
し、これに砥剤粒子含有モノフィラメント（Ｂ）を巻回
して、必要に応じ熱処理し、形態を固定することにより
巻線を製造する。巻線の製造は合成樹脂モノフィラメン
ト（Ａ＞からなる芯線と、複数本に引揃えた砥剤粒子含
有モノフィラメント（Ｂ）とを通常の巻線機に供するこ
とにより容易に製造することができる。

ここで砥剤粒子を含有しないモノフィラメント（Ａ）は
必ずしも１本である必要はなく、場合によっては複数本
で芯を構成してもよく、また複数本の場合には砥剤粒子
含有モノフィラメントを少割合混入して用いることもで
きる。

なお砥剤粒子含有モノフィラメント（Ｂ）は、単糸数２
〜１０本、とくに３〜７本の複数本を芯線に巻き回すの
が望ましい。そして複数本の砥剤粒子含有モノフィラメ
ント（Ｂ）の直径および砥剤粒子含有量は必ずしも同一
である必要はなく、異なった直径のモノフィラメント同
志や砥剤粒子含有量の相違するモノフィラメント同志、
たとえば砥剤粒子を全く含有しないモノフィラメントと
砥剤粒子含有モノフィラメントとを組合わせて用いるこ
ともできる。ようするに巻線を構成するモノフィラメン
トの直径や砥剤粒子含有量を適宜変更することにより、
使用目的に応じた種々の性能のブラシ用毛材を得ること
ができるのである。すなわち本発明のブラシ用毛材は、
芯部に砥剤粒子を含有しないモノフィラメント（Ａ＞を
配置しているため、ブラシとしての腰が強く、研削性お
よび耐久性が大幅に改善されていることを特徴とするも
のであるが、砥剤粒子含有モノフィラメント（Ｂ）自体
は比較的もろく、折れやすくなっているため、砥剤粒子
含有モノフィラメント（Ｂ）と共に砥剤粒子を含有しな
いモノフィラメントを一部混入して巻線を構成する場合
には、より腰がつよく、しかも研磨効果がある程度緩和
されたブラシ用毛材が得られる。また巻き部分を直径の
大きな砥剤粒子含有モノフィラメント（Ｂ）のみで構成
した巻線では研磨、研削効果が強く、直径の小さな砥剤
粒子含有モノフィラメント（Ｂ）のみで構成した巻線で
は精密な研磨面の取得が可能となる。ざらに直径が異な
る砥剤粒子含有モノフィラメント（Ｂ）同志を組合わせ
た巻線では、強い研磨と同時に精密な細部仕上げが期待
できるのである。

ただし巻線のままでブラシ用毛材に供する場合は、使用
中に巻きゃ撚りがほどけてブラシの腰や研磨効果が著し
く低下することになる。そこで本発明のブラシ用毛材に
おいては、巻線の表面に特定の被膜を設けて、巻線を構
成するモノフィラメント同志を結束、固定することによ
り、上記の欠点が改良されていることを特徴としている
。

本発明で巻線の表面に被膜を形成するために用いる溶剤
蒸発型接着剤とは、でんぷん系、たんばく系、アラビア
ゴム系などの天然接着−剤、クロロブレン系、ニトリル
ゴム系、ＳＢＲ系、天然ゴム系、ポリウレタン系などの
ゴム系接着剤、ユリア系、メラミン系、フェノール系、
エポキシ系、レゾルシール系、などの熱硬化性樹脂系接
着剤、酢酸ビニル系、アクリル系、エチレン−酢ビ系な
どの熱可塑性樹脂系接着剤、ポリビニルアルコール系接
着剤、セルロースエステル系接着剤および無機系接着剤
などから選ばれた、強靭で固い被膜を形成し得る接着剤
が好適である。またこれら溶剤蒸発型接着剤の形態とし
ては、有機溶剤溶液型、水溶液型およびエマルジョン・
ラテックス型などから任意に選択できる。ただし本発明
のブラシ用毛材を工業用ブラシとして用いる場合には、
水または温水などを注水しながら、湿潤状態で実用に供
することが多いため、なかでも耐水性のすぐれた有機溶
剤蒸発型およびエマルジョン・ラテックス型の接着剤を
使用することが望ましい。

これら溶剤蒸発型接着剤による被膜の形成手段としては
、たとえば巻線を接着剤に浸漬するか、または通過させ
た後、ダイスなどを通し“て接着剤の付＠母を均一化し
、次いで高温の熱処理筒内でバッチ的または連続的に熱
処理することにより、溶剤を蒸発させると共に、被膜の
接着力をより強、固な状態にする方法が採用される。

また本発明で巻線の表面に被膜を形成するために用いる
合成樹脂としては、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポ
リエステルエラストマー、ポリエステル、共重合ポリエ
ステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニ
ルおよびエチレン−酢酸ビニル共重合体などの被膜形成
性熱可塑性樹脂が挙げられ、これらは前述の種々の添加
剤やざらに砥剤粒子をも含有することができる。

これら合成樹脂による被膜形成手段としては、たとえば
合成樹脂がモノフィラメント素材よりも低融点の場合に
は、合成樹脂をフィルム状、テープ状、紐状または糸状
の形態となし、これを芯線または巻線の一部として用い
て巻線を形成し、次いで合成樹脂の融点以上の温度に加
熱処理して合成樹脂成分を溶融せしめることにより、モ
ノフィラメント単糸同志を融着、固定する手段が採用し
得る。

また合成樹脂がモノフィラメント素材よりも高融点の場
合には巻線を溶融した合成樹脂中を通過させ、次いでダ
イスなどを通して付＠量を均一化する方法、巻線と溶融
した合成樹脂を共押出して巻線を被覆コーティングする
方法および合成樹脂を有機溶剤に溶解してこれに巻線を
浸漬または通過させ、次いで加熱、乾燥処理して有機溶
剤を除去する方法などが採用し得る。

次に本発明のブラシ用毛材の態様について、図面にした
がって説明する。第１図および第２図は本発明のブラシ
用毛材の拡大断面図である。第１図は砥剤粒子を含有し
ない合成樹脂モノフィラメント単糸（Ａ＞からなる芯線
に、４本の砥剤粒子含有モノフィラメント（Ｂ）を巻き
回した巻線の表面に、たとえば接着剤からなる被膜（Ｃ
）を形成したものであり、第２図は４本の砥剤粒子を含
有しない合成樹脂モノフィラメント（Ａ＞を引き揃えて
なる芯線に、４本の砥剤粒子含有モノフィラメント（Ｂ
）および該（Ｂ）よりも小径の４本の砥剤粒子含有モノ
フィラメント（Ｂ′）を巻き回した巻線の表面に、たと
えば接着剤からなる被膜（Ｃ）を形成したものである。

ここで第１図および第２図に見られるように、たとえば
接着剤からなる被膜（Ｃ）は、巻線表面にばかりではな
く、巻線を構成するモノフィラメントの隙間にも浸透し
て、モノフィラメント同志を強固に固定するためにも寄
与している。かかる被膜の厚みは、通常０．１〜１．Ｑ
ｍｍ、とくに０．１５〜０．３ｍｍ程度が好適である。

上記の構成からなる本発明のブラシ用毛材は、これを必
要な長さに切断し、束にするかまたはブラシ基体に植毛
して、回転あるいは往復運動ブラシとする、またはこれ
をすだれ状の垂らして、その下に被研磨物を通過させる
などの工業的研磨ブラシとしての実用手段に供される。

（作　用） 本発明のブラシ用毛材を実用に供する際には、被研磨物
の表面と接する毛材の先端におりる被膜部を予め剥離し
、単糸に分割してから研磨作業を開始する。またはその
ままの状態で研磨作業を開始しても、ブラシの先端部は
被研磨物との摩擦にウオームアツプによりより自動的に
被膜が剥離して、分割された単糸が被研磨物表面に直接
接触することになる。

このような状態で被研磨物の表面研磨作業を行なうと、
毛材の根元部は被膜が形成されており、しかも砥剤粒子
を含まない強靭なモノフィラメントを芯としているため
、硬く腰があり、一方毛先（先端部）は単糸に分割され
ているので、研磨面の細かな隙間などを精密に研磨加工
することができ、微細かつ美麗な研磨仕上げ面を能率的
に得ることができる。しかもブラシは毛先がばらけるこ
とがなく、かつ折れにくいため、その研削、研磨性およ
び耐久性がきわめて改良されたものとなる。

以下実施例により本発明をさらに詳述する。

（実施例） 東しく株）製ナイロン６チップ（Ｍ１０２１丁）に、昭
和電工（株）製炭化レプい素砥剤（＃１８０）を２５重
量％配合したものを、４０ｍｍ−φ溶融押出機に供して
溶融し、紡糸口金から紡出せしめ、冷却、引取り、延伸
することにより、直径０．５ｍｍの砥剤粒子含有モノフ
ィラメントを得た。このモノフィラメントを毛材Ｎα１
とする。同様にして直径０．９ｍｍの砥剤粒子含有モノ
フィラメントを得た。このモノフィラメントを毛材Ｎα
２とする。

一方東しく株）製ナイロン６チップ（Ｍ１０２１、Ｔ）
単独を、４０ｍｍφ溶融押出機に供して溶融し、紡糸口
金から紡出せしめ、冷却、引取り、延伸することにより
、直径０．５５ｍｍ（モノフィラメントＡ−１）および
直径０．４ｍｍ（モノフィラメントＡ−２）を得た。

次に上記モノフィラメントＡ−１を芯とし、これと共に
上記毛材Ｎα２の４本を巻線機に供して密に撚合わせる
ことにより、巻線を製造した。この巻線を毛材Ｎα３と
する。

次いで上記巻線毛材Ｎｏ、　３を、ソニーケミカル（株
）製“ソニーボンド５Ｃ１０５”（クロロプレン系接着
剤）に浸漬し、これをダイスに通して表面を均一化した
後、１５０℃の熱風浴内を２゜ｍ７分の速度で通過させ
ることにより、厚み約０．１５ｍｍの接着剤からなる被
膜を形成した。

この接着剤処理により製造した巻線は、第１図の断面形
状を有しており、これを毛材Ｎα４とする。

また上記毛材Ｎα３を製造する際に、同数本のモノフィ
ラメントＡ−１および毛材Ｎα２と共に東しく株）製共
重合ナイロン型低融点接着糸（″エルダー”２０テニ−
）Ｉ、ｔ、融点１１０℃＞１０本を同時に巻線機に供し
て撚合わせ、次いでこれを１５０℃の熱風循環浴内に２
０ｍ／分の速度で通過させることにより、被膜を形成し
た。この方法で得た巻線もほぼ第１図と同様の断面形状
を有しており、これを毛材Ｎα５とする。

ざらに３０ｍｍψの溶融押出機にナイロン６チップ（Ｍ
１０２１Ｔ）を供給して溶融し、コーティングダイスよ
り溶融ポリマを流出させ、その中に上記巻線毛材Ｎα３
を導入して押出被覆し、ただちに冷却、固化することに
より、表面に厚み０．１５ｍｍのナイロン６被膜を有す
る巻線を製造した。ここで得た巻線は第１図の断面形状
を有しており、これを毛材Ｎα６とする。

一方、上記モノフィラメントＡ−１を４本引き揃えて芯
とし、上記砥剤粒子含有モノフィラメント（毛材Ｎα１
）の４本および砥剤粒子含有モノフィラメント（毛材Ｎ
α２）の４本を上記と同様の巻線機に供し、密に撚合わ
せることにより巻線を製造した。これを毛材Ｎα７とす
る。

次に上記巻線毛材Ｎα７を、ソニーケミカル（株）製“
ソニーボンド５Ｃ１０５”（クロロプレン系接着剤）に
浸漬し、これをダイスに通し°て表面を均一化した後、
１５０℃の熱風浴内を２０ｍ／分の速度で通過させるこ
とにより、厚み約０．１５ｍｍの接着剤からなる被膜を
形成した。この接着剤処理により製造した巻線は、第２
図の断面形状を有しており、これを毛材Ｎα８とする。

また上記巻線毛材Ｎα７を得る際に、上記毛材Ｎα５の
場合と同様に東しく株）製共重合ナイロン型低融点接着
糸（゛エルダー”　）　１５本を同時に巻線機に供して
撚合わせ、次いでこれを一１５０℃の熱風循環浴内に２
０ｍ／分の速度で通過させることにより、被膜を形成し
た。この方法で得た巻線もほぼ第２図と同様の断面形状
を有しており、これを毛材ＮＱ９とする。

ざらにまた３Ｑｍｍψの溶融押出機にナイロン６チップ
（Ｍ１０２１Ｔ）を供給して溶融し、コーティングダイ
スより溶融ポリマを流出させ、その中に上記巻線毛材Ｎ
α７を導入して押出被覆し、ただちに冷却、固化するこ
とにより、表面に厚み０．１５ｍｍのナイロン６被膜を
有する巻線を製造した。ここで得た巻線は第２図の断面
形状を有しており、これを毛材Ｎα１０とする。

このようにして得た各ブラシ毛材について、次の評価方
法により、湿曲げ硬さ、ブラシとしての研削力、研磨性
および耐久性を評価した。これらの結果を第１表に併せ
て示す。

（湿曲げ硬さ） 長さ５０ｍｍの毛材を室温の水中に２４時間浸漬俊、こ
れを間隔１０ｍｍの二支点間に載せて、その中央部に引
き抜き荷重を与えた際に、試料が湾曲して支点間を扱け
る時の最大荷重（ｑ）を測定する。

（研削力） 上記で得た各ブラシ毛材を直径３ＱＣｍ、幅３Ｑｃｍの
基体に、毛丈５ｃｍで密に植毛して回転ブラシとなし、
これを用いてブラシ回転数１００Ｏｒ、ｐ、ｍ　、ラッ
プ１５ｍｍの条件で、鉄板（ＳＳＡＩ　）の表面を５分
間研削した際の表面研削量（μ）を測定する。

（研磨性） 上記の同様の回転ブラシを用いて、ブラシ回転数２００
Ｏｒ、Ｄ、ｌｌｌ　、ラップ１５ｍｍの条件で、アルミ
板表面の研磨作業を行ない、表面鏡度が３８の研磨仕上
げ面が１ｑられるまでの作業時間（秒）を求める。

（耐久性） 上記と同様の回転ブラシを用いて、ブラシ回転数１００
Ｏｒ、ｐ、ｍ　、ラップｉ５ｍｍ（７）条件で、鉄板（
ＳＳＡＩ）表面の連続研磨作業を行なう際に、毛材が折
損し始めるまでの時間（ｈｒ）を測定する。

第１表 第１表の結果から明らかなように、本発明の表面に被膜
を形成してなるブラシ用毛材（Ｎα４〜６および８〜１
０）はすぐれた作業能率で微細かつ美麗な研磨仕上げ面
を得ることができ、研磨性および耐久性もすぐれている
。

−５砥剤粒子含有モノフィラメントの単糸をブラシ毛材
とするもの（Ｎα１および２）は研磨性が極めて劣り、
また巻線のままでブラシ毛材に供する場合（Ｎα３およ
び７）は、同様の研磨面を得るまでの作業能率が劣り、
研磨性および耐久性も満足できるものではない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のブラシ用毛材は、研削、
研磨性および耐久性がすぐれ、金属、木材および石材な
どの各種被研磨物の表面研磨仕上げにおいて、微細かつ
美麗な仕上げ面を高能率で得ることが可能であるから、
種々の工業用途に適用

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明のブラシ用毛材の拡大断面
図である。 Ａ・・・・・・砥剤粒子を含有しないモノフィラメント Ｂ・・・・・・砥剤粒子含有モノフィラメントＣ・・・
・・・被膜 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 砥剤粒子を含有しない合成樹脂モノフィラメント（Ａ）
   を芯とし、これに複数本の砥剤粒子含有合成樹脂モノフ
   ィラメント（Ｂ）を巻き回してなる複合巻線において、
   その表面に溶剤蒸発型接着剤および合成樹脂から選ばれ
   た少なくとも１種からなる被膜が形成されていることを
   特徴とするブラシ用毛材。