JPS6190877A - ブラシ - 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） 本発明は強靭性、耐屈曲疲労性、耐水性、＃４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
脂製モノフィラメントが広く用いられており、モノフィ
ラメントの素材としでは強靭性や製糸性のすぐれたナイ
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ィ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ィラメントからなる
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Ｉ’Ｊｔｌ！により
発熱現象が生起し、時としてモノフィラメントが溶融し
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ＩＩ！［による発熱を除去し、さらには併
せて仕上げ而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ィラメント製ブラシ
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づるばかりか
、ざ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っ
た。したがってポリアミドモノフィ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ずとか
、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って
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ィラメントをブラ
シ用に適用する場合には上記ポリアミドモノフィラメン
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、モノフィ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１ｑ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ず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ィ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） すなわら本発明は溶融粘度が４，０００ポイズ以上のポ
リブチレンテレフタレート５０〜９０手出部およびポリ
エステルエラストマ５０〜１０手量部どの混合物を素材
としてなる直径が０．０５〜３．Ｑｍｍのモノフィラメ
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ＰＢ
Ｔ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、車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
有づ°ることかできる。

ここで一般にＰＢＴをモノフィラメントに溶融紡糸する
場合には、溶融粘度が３，０００ボイス以下の比較的低
粘度のポリマが使用されているが、このような低粘Ｉｆ
ｆ　Ｐ　Ｂ　Ｔ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ってダイヤムラが発生したり、
糸切れを起こし、たとえ紡糸が良好であっても次の延伸
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、得られたモノフィラメントのダ
イヤムラが大きくなってブラシ用モノフィラメントとし
ての性能が低下し、この不都合な傾向は直径の太いモノ
フィラメントの場合はど顕著である。

しかるに本発明は溶融・粘度が４，０００ポイズ以上、
とくに４，５００ポイズ以上のいわゆる比較的高粘度の
ＰＢＴを使用Ｊることを特徴とするものであり、これに
よってポリエステルエラストマを混合紡糸しても上ｊボ
の問題は生起せず、とくに耐屈曲疲労性のすぐれｌ〔モ
ノフィ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３０，０００ポイズ、とくに２５，０００ボイ
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２０　Ｋｌｌ／　ａＫ、口金直径０．５ｍｍ、
温度２４０〜２５０℃の条件で測定した（直である。

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２００〜６
，０００のポリエーテルソフトセグメントからなるブロ
ック共重合体であり、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重噴％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、２．６−４５よび１，５−ナフタレンジカル
ボン酸、ビス（ｐ−カルボキシフェニルタン、アントラ
センジカルボン酸および４、４′−ジフェニルエーテル
ジカルボン酸などの芳香族ジカルボン５Ｑ、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′−ジシクロへキシルジカルボン酸なと
の脂環族ジカルボン酸オよびアジピン波、セバシン酸、
アゼライン酸およびタ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
ベンタンジオール、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ツールおよび
ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）ジフェニル、ビス（ｐ
−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（ｐ−ヒドロキシ
フェニル）プロパンなどのビスフェノールおよびそれら
の混合物を用い（ｑ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ッ
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、勿論これらのイ）１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２０Ｑ〜６，０００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母が約３
００〜６，○ＯＯ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１，０００ボ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重吊部と手出７０〜９０重量部と後者
が５０〜１０重量部とくに３０、〜１０重司ｍ４合計１
００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■部未満ではモノフィ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ィラ
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、トライブレン
ドまたは溶融混合し、再ペレタイズする方法および上記
を直接モノフィラメントに成型加工する方法などがか挙
げられる。

モノフィ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ィラメントを適宜延
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ィラメントの直径は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ィ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ィラメントを
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ｉｑ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、モノフィ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
などの清抑や表面仕上などを行なう工業用ブランとして
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５．０００ボイズのＰＢＴ（東し１４１ＷＣＭ
１２００）およびポリエステルエラストマ［ＰＢＴ６０
重量部と分子ｆｆ１１，４０（１）ポリ（テトラメチレ
ンオキシド）グリコール４０重ｆｉ部とのブロック共重
合体〜溶融粘度１，２００］を表−１の割合でトライブ
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°Ｃ１押出し圧力１２０Ｋｇ１０（、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’Ｃの熱
凧浴中で４．５倍に延伸した後、１５０°Ｃの熱圧浴中
で熱固定することにより各々直径０．６０ｍｍのモノフ
ィラメントを（りた。

また比較のため溶融粘度６，０００のナイロン６（束し
■製Ｍ１０２１＞を用いて上記と同様の条件にてナイロ
ン６単独モノフィラメントを製造した。

ｊｑられた各モノフィ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ｉ　Ｑｍｍの２支点間に、長さ５０ｍｍのモノフィ
ラメントをのせ、その中央部に引き抜き荷重をかジノｌ
ことぎ、試料が湾曲し、支点間を扱けるときの最大荷重
値で示す。

（２）耐屈曲疲労性 固定したモノフィラメントの一端に荷重１．５ｋｇをか
けて、この荷車側を屈曲角２６０度で１８０回／分往復
運動させ、固定したモノフィラメン１−の屈曲繰り返し
部が折損く切断）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 モノフィラメントを４０℃の渇水中に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 Ｏ・・・・・・はとんど変化なし △・・・・・・やや膨潤 Ｘ・・・・・・膨潤 （５）耐薬品性 モノフィラメントをＲ（１０％硫酸）および有機溶剤（
四塩化炭素）に３時間浸漬、放冒した後、肉眼にて観察
し、次の基準で評価した。

Ｏ・・・・・・変化なし △・・・・・・やや膨潤 Ｘ・・・・・・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。

Ｏ・・・・・・良好 Ｘ・・・・・・ダイヤムラ発生 表−１の結果から明らかなように、ＰＢＴ、Ｂよびポリ
エステルエラストマからなるモノフィラメントは、ＰＢ
Ｔ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Ｐ
ＢＴ本来の曲げ硬さを貝協しているばかりか、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ｍが６０重量部と多ずぎる場合（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１りだモノフィラメントを用いて直径３００
ｍｍ、ｌさ２００ｍｔｎ、弔文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
を行なったところ、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ずぐれていた。

（発明の効果）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶融粘度が４，０００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のモノフィラメントからなるブラ
   シ。