JPH032632B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は研摩性、強靭性、耐水性、耐薬品性お
よび屈曲疲労に対する耐久性がすぐれ、工業用ブ
ラシなどの研摩用途に適した研摩用モノフイラメ
ントに関するものである。 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から得られるモノフイ
ラメントを用いることはよく知られており、この
研摩用モノフイラメントの素材としては強靭性や
紡糸性のすぐれたナイロン６、ナイロン66および
ナイロン12などのポリアミドを主として適用され
ている。しかるに工業用ブラシを用いて例えば金
属表面を研摩する場合には研摩による発熱を除去
し、さらには研摩面を清浄に保つために、通常は
研摩面に対し水ないしは酸性液を注ぎながら作業
を行なうが、ポリアミドを主体とする研摩用モノ
フイラメントは湿潤状態での稼動時に、吸水によ
り膨潤ないしは柔軟化してその強靭性を失なうた
め、研摩効果が低下するばかりか、酸性液におけ
されて耐久寿命に悪影響を受け易いという問題が
ある。したがつてポリアドを主体とする研摩用モ
ノフイラメントを湿潤状態で使用する際には、ブ
ラシの回転数を増すとか、押圧力を強めるとか省
エネルギーおよびブラシの耐久性に反する対策を
講ずる必要があり、さらにはブラシの膨潤や収縮
に応じて、ブラシの毛先や運転条件を調整する必
要があるため、作業が極めて繁雑になる。 一方ポリアミドに比し耐水性のすぐれるポリエ
ステルを研摩用モノフイラメントに適用すること
も知られているが、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て、
ブラシ用途には適当でない。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
し剛性が低く、ブラシ特性はすぐれているが、砥
剤粒子との混合物の溶融紡糸性に問題があり、さ
らには研削特性も劣るという欠点があつた。 本発明者らはこれらの欠点のない研摩用ポリエ
ステルモノフイラメントの取得を目的として検討
した結果、ベース樹脂として特定の高い溶融粘度
を有するポリブチレンテレフタレートを用い、こ
れに砥剤粒子を含有させてなるモノフイラメント
が安定かつ効率的に溶融紡糸でき、しかもすぐれ
た研摩性、強靭性、耐水性および耐薬品性などを
有することを見出し先に提案した。しかしなが
ら、その後の検討によれば、このポリブチレンテ
レフタレートをベース樹脂とする研摩用モノフイ
ラメントは上記の如きすぐれたブラシ特性を有し
ているにもかかわらず、吸水せずしかも硬いこと
に起因して、とくに屈曲繰り返し部であるブラシ
の植毛根元部が脆くなり、この部分を中心に折損
し易いという欠点を有することが判明した。この
屈曲疲労に対する耐久性はブラシの研削条件がき
びしくなるほど顕著となり、工業用ブラシ材料と
しての大きな欠陥といえる。 そこで本発明者らは上記ポリブチレンテレフタ
レートをベース樹脂とする研摩用モノフイラメン
トの屈曲疲労に対する耐久性を改良すべく、さら
に検討を続けた結果、ベース樹脂としてポリブチ
レンテレフタレートに対し、さらに特定量のポリ
アミドを配合して用いることにより、ポリブチレ
ンテレフタレートと砥剤粒子のみからなる研摩用
モノフイラメントのすぐれた性能を保持し、しか
もその屈曲疲労に対する耐久性が極めて向上した
研摩用モノフイラメントが得られることを見出
し、本発明に到達した。 すなわち、本発明は溶融粘度が5000ポイズ以上
のポリブチレンテレフタレート70〜95重量部およ
び溶融粘度が2000ポイズ以上のポリアミド30〜５
重量部からなる混合物に対し、さらに砥剤粒子を
10〜50重量％含有せしめ、これを溶融紡糸してな
る研摩用モノフイラメント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、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、プロピレングクコール、ネオペ
ンチルグリコール、シクロヘキサンジオール、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。 また使用するポリブチレンテレフタレートは熱
安定剤、酸化防止剤、耐候剤、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。 一般にポリブチレンテレフタレートをモノフイ
ラメントに溶融紡糸する際には、溶融粘度が3000
ポイズ以下の比較的低粘度のポリブチレンテレフ
タレートが使用されるが、このような低粘度のポ
リブチレンテレフタレートに砥剤粒子を含有させ
て溶融紡糸を行なうと、上記した如く紡出ノズル
から吐出する溶融ポリマの流出状態が不安定とな
り、ダイヤムラや糸切れを起こすため、安定な溶
融紡糸が遂行し得ない。しかるに本発明は溶融粘
度5000ポイズ以上、とくに8000ポイズ以上のいわ
ゆる溶融紡糸用としての基準を大巾に外れた高粘
度ポリブチレンテレフタレートを使用することを
特徴とするものであり、これにより砥剤粒子とポ
リマとの親和性が向上して接着剤を使用せずとも
すぐれた研削、研摩力を有するモノフイラメント
を安定にかつ効率的に溶融紡糸できるという効果
が得られる。本発明で用いるポリブチレンテレフ
タレートの溶融粘度の上限にはとくに制限がない
が、一般に固相重合で得られるポリブチレンテレ
フタレートの溶融粘度の上限は30000ポイズ程度
であり、またあまり高粘度になると溶融紡糸が困
難になるため、25000ポイズ以下のものを用いる
のが好ましい。 なお本発明でいう溶融粘度とは高化式フローテ
スターを用い、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。 一方本発明で用いるポリアミドとしてはナイロ
ン６、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、
ナイロン11、ナイロン12、ナイロン６／66および
ナイロン６／12などの溶融紡糸可能な熱可塑性ポ
リアミドが挙げられ、これらはポリブチレンテレ
フタレートと同様に通常の添加剤を含有すること
ができる。ただし本発明で用いるポリアミドはそ
の溶融粘度が2000ポイズ以上、とくに2500ポイズ
以上であることが望ましく、2000ポイズ未満では
紡糸性が低下し、モノフイラメントの性状が不均
一になるため好ましくない。 上記ポリブチレンフタレートとポリアミドの混
合割合は前者が70〜95重量部、とくに75〜90重
量、後者が30〜５重量部、とくに25〜10重量部
（合計100重量部）の割合が適当であり、ポリアミ
ドが５重量部未満では研摩用モノフイラメントの
屈曲疲労に対する耐久性が十分改良できず、30重
量部を越えると研摩用モノフイラメントの耐水
性、耐薬品性および強靭性などが阻害されるばか
りか、製糸時の糸切れが増加し、製糸不可能にな
る傾向があるため好ましくない。 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摩
剤、白けい石、鋸粉などの炭化けい素系研摩剤、
ダイヤモンド、エメリー、ざくろ石などの天然物
系研摩剤、炭化物系研摩剤、ジルコニア系研摩剤
およびガラス系研摩剤などが挙げられ、これらは
二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）で規定された粒度
が＃60〜500、とくに＃80〜320の範囲が適当であ
り、粒子径が＃60よりも大きいと紡糸性やモノフ
イラメントの強靭性が、また＃500よりも小さい
と研摩性がそれぞれ低下する場合があるため好ま
しくない。 本発明において砥剤粒子の添加量はポリブチレ
ンテレフタレートとポリアミドの添合物に対し10
〜50重量％、とくに15〜40重量％が適当であり、
10重量％未満では望ましい研摩効果が得られず、
50重量％を越えるとモノフイ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。 ポリブチレンテレフタレート、ポリアミドおよ
び砥剤粒子からなる組成物の調整方法にはとくに
制限がなく、たとえば三者を一挙にドライブレン
ドするかまたはポリブチレンテレフタレートとポ
リアミドの混合物にさらに砥剤粒子を添加混合し
て、押出機に供し、ペレツト状で得る方法または
ペレツトを経ずに直接モノフイラメントに成形す
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。 モノフイラメントの直径にもとくに制限がな
く、モノフイラメントの用途に応じて紡糸口金直
径の変更や延伸条件の設定などにより、自由に選
択できるが、通常は約0.2〜2.0mmの範囲が適当で
ある。なお本発明のモノフイラメントは従来のポ
リアミドと砥剤粒子からなるモノフイラメントに
比し、小径であつても同等の曲げ硬さを有するの
で、従来よりも細く設定できるため、ブラシを使
用する際の押圧力や回転数を減少可能で経済的で
あるばかりか、研摩面が繊細に仕上るという利点
が得られる。 かくして安定で効率的な溶融紡糸により得られ
る本発明の研摩用モノフイラメントは強靭で吸水
による膨張や収縮を起こさず、研摩、研削力およ
び屈曲疲労に対する耐久性が極めてすぐれてい
る。 したがつて本発明の研摩用モノフイラメントは
これを結束、植込み、はり合せ、絡合などにより
ブラシ形態となして、金属、塗装面、木材、石
材、コンクリートなどの表面を研摩、研削するた
めの工業用ブラシが台所用品などの一般家庭用ブ
ラシなどに応用され、すぐれた効果を発揮する。 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 溶融粘度6500のポリブチレンテレフタレート
（東レ(株)製CM1200）および溶融粘度2500のナイ
ロン６（東レ(株)製M1021）を第１表の割合で混合
し、これにさらに砥剤粒子として粒度＃100の酸
化アルミナ質砥剤（昭和電工(株)製、モランダムＡ
−40）をそれぞれ20重量％ドライブレンドした。 次に上記混合物をφ40mmの溶融押出機に供して
溶融混合し、樹脂温度270℃、押出圧力20Kg／cm²、
吐出量100ｇ／分の条件でノズルより紡出させ、
常温の冷却水浴中で冷却固化後、25ｍ／分の速度
で引取り、120℃の熱風循環浴内で約3.0倍に延伸
し、さらに150℃の熱風循環浴内に５秒間通過さ
せ、熱固定することにより、直径1.20mmの砥剤粒
子含有モノフイラメントを得た。 得られたモノフイラメントについて次の特性を
評価した結果を第１表に示す。 (1) 曲げ硬さ 間隔10mmの二支点間に長さ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与
えた後に、試料が湾曲し、支点間を抜ける時の
最大荷重値。 （乾燥）…20℃、湿度65％の雰囲気中に24時間
放置後測定 （湿潤）…乾燥試料を常温の水中に24時間浸漬
後測定 (2) 屈曲回復率 モノフイラメントを360度屈曲させた状態を
３分間保ち、開放１時間後の回復角（X゜）を
測定してＸ／360×100で表示する。 (3) 屈曲疲労回数 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
ト根本部が切断するまでの往復運動回数を測定
する。 (4) 研削力 巾200mmのブラシロールに毛丈35mmのモノフ
イラメントを植毛して外径270mmのブラシを作
成し、これを用いてラツプ量３mm、300r.p.m、
温水注水の条件で、鉄板（SS41）の表面を５
分間研削した際の、鉄板表面の研削量（μ）を
測定する。 第１表の結果から明らかなようにポリブチレン
テレフタレート砥剤粒子からなるモノフイラメ
ント（No.１）はナイロン６砥剤粒子からなるモ
ノフイラメント（No.２）に比し研削がすぐれてい
るが、屈曲疲労に対する耐久性が劣る。しかるい
ポリブチレンテレフタレートに対し、砥剤粒子と
共にポリアミドを特定量配合した組成物からなる
本発明の研摩用モノフイラメント（No.３〜５）は
曲げ硬さ、耐水性、屈曲回復率、屈曲疲労回数お
よび研削力が均衡にすぐれ、なかでも屈曲疲労に
対する耐久性の改善効果が著しい。 ただし、ナイロン６の配合量が30重量部を越え
ると（No.６）製糸が困難となり、ポリブチレン

【表】 テレフタレートの溶融粘度が低くすぎ（No.７）
てもやはり同じようなことがいえる。 実施例 ２ 実施例１で得たNo.４のモノフイラメントを150
本束ねた回転ブラシを作成し、これを1000回／分
の回転速度で回転させ、研摩面に注水しながら錆
びた鉄板の表面に押し当てて研摩した結果、鏡面
の如き美麗な研摩面を得ることができ、ブラシの
耐久性も極めてすぐれていた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融粘度が5000ポイズ以上のポリブチレンテ
   レフタレート70〜95重量部および溶融粘度が2000
   ポイズ以上のポリアミド30〜５重量部からなる混
   合物に対し、さらに砥剤粒子を10〜50重量％含有
   せしめ、これを溶融紡糸してなる研摩用モノフイ
   ラメント。