JPH0783725B2

JPH0783725B2 - シート状ブラシ材料及びブラシ構造物

Info

Publication number: JPH0783725B2
Application number: JP1250565A
Authority: JP
Inventors: 進野呂田; 弘行安達
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: DE69017130D1; DE69017130T2; EP0420138B1; EP0420138A2; US5177910A; EP0420138A3; JPH03112505A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、鋼板等の表面を洗浄或いは研摩するブラシを
形成する新規な材料及びブラシ構造物に関する。

（従来の技術）従来、鋼板等の表面洗浄や研摩には、ナイロン等の剛毛
やサンドペーパー或いは不織布等をロール状としたブラ
シ或いは円盤状物に植設したブラシなどが利用されるこ
とが多い。これは、ブラシが鋼板等の被ブラッシング材
に馴染み易いという大きな特徴を持つからである。しか
しながら、上記のブラシ材料にはそれぞれ一長一短があ
って、必ずしも満足して使用されているわけではない。
即ち、剛毛の場合は、チャネルやディスク等のブラシ構
造上の理由から、ブラシマークが発生しやすい、チャタ
マークが発生しやすい、研摩性能が低い、等の欠点があ
る。サンドペーパーは、摩耗が極めてはやい、研摩粒子
が脱落しやすい、洗浄効果が少ない、等の欠点を有す
る。また、不織布は、摩耗がはやい、目詰りしやすい、
細かい繊維の脱落がある、等の欠点を有する。

（発明が解決しようとする課題）本発明は上記従来のブラシ材料の問題点を解決した新規
で有用なブラシ材料及びブラシ構造物を提供しようとす
るものである。即ち、本発明が解決しようとする課題
は、下記の通りである。

１）剛毛の利点（洗浄性，耐摩耗性，耐目詰り性）を有
し、上記欠点を除いたブラシ作成が可能な材料を提供す
る２）あらゆる形態のブラシに活用可能な基本要素となる
ブラシ構造物を容易に作成できるブラシ材料を提供す
る。

３）耐熱性と耐久性に優れたブラシを得るための材料を
提供する。

４）均一なブラッシングが可能なブラシを作成するため
の材料を提供する。

（課題を解決する手段）本発明者は上記課題を解決するために、従来ブラシの作
用を徹底的に解析し、その欠点を発生原因を解明すると
ともに、課題解決の手段を鋭意検討した。その結果、下
記本発明に到った。

（１）合成樹脂製シート片の表面に、互いに平行な複
数の溝を設けたことを特徴とするシート状ブラシ材料。

（２）合成樹脂製シート片の内部に研摩粒子が混入さ
れてなる請求項（１）に記載のシート状ブラシ材料。

（３）合成樹脂がメタ系芳香族ポリアミドを主成分と
する請求項（１）または（２）に記載のシート状ブラシ
材料。

（４）第１項〜第３項のいずれかに記載のシート状ブ
ラシ材料の複数枚を、該ブラシ材料の表面に設けられた
溝の方向が一致するように配列積層して形成した構造体
の１部が接着樹脂で固着されてなることを特徴とするブ
ラシ構造物。

以下、本発明の詳細を図面によって詳細に説明する。

第１図は、本発明のシート状ブラシ材料を模式的に示す
斜視図であり、１は合成樹脂製シート片の表面に設けら
れた溝を示す。この溝は図のように互いに平行になるよ
うに設けられている。

本発明に於ける合成樹脂は、シート状物に成形可能な全
ての合成重合体に適用される。具体的には、ポリエチレ
ンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ナイロン６や
ナイロン66等の脂肪族ポリアミド、ポリエチレンテレフ
タレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステ
ル、あるいは、本発明のシート状ブラシ材料は耐熱性が
高いことが望ましいので、ポリスルホン，ポリエーテル
スルホン，ポリエーテルエーテルケトン，ポリフェニレ
ンスルフィドやポリアリレート類，ふっ素系樹脂類にも
適用される。

本発明者の検討結果によれば、本発明のシート状ブラシ
材料として最も適している樹脂は、メタ系芳香族ポリア
ミド、具体的にはポリメタフェニレインイソフタルアミ
ド（PMIAと略称す）を主成分とする樹脂である。このPM
IAは、融点が約420℃と高い為にブラッシング摩擦熱に
より溶融する可能性が極めて低く、ガラス転移点が約25
7℃と高い為にブラシ内部の蓄熱によりブラシ材として
の弾性率低下の可能性が極めて少ない。さらには弾性率
と反発性が高いうえに耐摩耗性が高いというブラシ材料
にとって不可欠の適性をもっている。本発明のシート状
ブラシ材料は、その特殊形状を成形する手段として熱可
塑化押出し成形が望ましいが、従来メタ系芳香族ポリア
ミドは融点と熱分解温度が近接しているため、熱可塑化
押出し成形不可能とされていた。しかしながら、近年本
発明者はこの常識を覆し、特開昭63−12713号公報及び
特開昭63−21920号公報に於てこの重合体と研摩粒子と
を混合した扁平糸及びそれらを熱可塑化押出しして製造
する方法を提案した。本発明のメタ系芳香族ポリアミド
を主成分とするシート状ブラシ材料は、上記公報提案の
製造方法により、製造可能となったものである。

本発明のシート状ブラシ材料の幅は、溝の方向に対して
直角方向（図面Ｗ）で定義され、これが後述のブラシ構
造物の幅となる為、10〜2000mmが好ましい。長さは溝と
平行方向で定義され（図面Ｈ）、ブラシのトリムを決定
付けるので、10〜200mmが好ましい。又、厚さは、溝に
対して直角方向にノギスをあてて測定することとし（図
面Ｄ）0.1〜5mmの範囲が好ましい。また、溝の深さ（図
面ｄ）はシートの厚さの0.5〜90％が好ましい。さらに
好ましくは20〜60％の範囲である。溝の幅は0.05〜10mm
が好ましく、さらに好ましくは0.2〜5mmである。隣接す
る溝と溝との間隔は、0.2〜50mmが好ましく、さらに好
ましくは0.5〜20mmである。溝はシートの片面のみでも
良いが、両面が望ましい。溝の位置は、両面対称、非対
称いずれでもよい。溝の間隔や幅は、一枚のシート上で
同じ寸法にする必要はなく、むしろ後述のブラシ構造物
にした場合、積層シート相互の溝があまり重ならないよ
うに溝の位置や寸法を変えた方が好ましい場合もある。

本発明における合成樹脂シート片の内部に研摩粒子を混
入すると、研摩用の有用なシート状ブラシ材料となる。
合成樹脂シート内に研摩粒子を混入させる手段は特に限
定するものではないが、研摩粒子を合成樹脂内に最も均
一に分散させる手段を選ぶべきである。ここで、研摩粒
子とは、粒子径が0.1〜1000ミクロン程度の範囲の粒状
研摩材であり、例えば炭化けい素，アルミナ，ダイヤモ
ンド，金剛砂，炭化セリウム，マグネタイト，金属粉等
の耐熱物等である。

本発明のシート状ブラシ材料は、その長さ（Ｈ）が同一
の複数枚を用いて、該ブラシ材料の表面に設けられた溝
の方向が一致するように配列積層して形成した構造体の
一部を、接着樹脂で固着し一体化し、ブラシ構造物とし
て活用することができる。第２図は、その一例を示す斜
視図である。第２図においては、Ｓは本発明のシート状
ブラシ材料であり、複数枚のシート状ブラシ材料がそれ
ぞれ溝の方向を同一にして配列積層され、ブロック状構
造体を形成している。そして、その構造体の底辺部に
は、接着樹脂Ｂが含浸され、固化しているため、この構
造体は一体化した構造物となっている。この構造物は、
いろいろな形のブラシに活用可能な基本要素なるため、
本発明者はこれを「ブラシ構造物」と呼んでいる。

このブラシ構造物を作成するには、液状の接着樹脂を本
発明のシート状ブラシ材料の長さ方向下部に塗りながら
順次積層し、その形態を保持したまた固化させるか、浸
透性のよい接着樹脂の場合は、積層構造体を形成してか
ら、底辺からその樹脂を浸透させたのち固化させてもよ
い。

接着樹脂としては、エポキシ系，シリコンゴム系等の耐
熱性の高いものが望ましい。

本発明のブラシ構造物は、これをロールの表面に放射状
に植設して回転ロールブラシとして活用できる。第３図
は、その１例を示すもので、本発明のブラシ構造物を、
溝付ロールの溝に接着樹脂で植設したものである。ま
た、このような回転ブラシは、本発明のシート状ブラシ
材料を、溝の方向が円の中心に向かうように放射状に連
続的に配列しリング状の積層構造体を形成し、そのリン
グ内部を接着樹脂で固着したブラシ構造物をそのまま活
用できる。

本発明のブラシ構造物は、第４図のような円盤状ブラ
シ、第５図のような回転束状ブラシなど種々の形状のブ
ラシとして活用できる。

（作用）本発明のシート状ブラシ材料の表面に形成された互いに
平行な複数の溝は、下記の作用を奏する。

１）それらを配列積層して接着樹脂で固着してブラシ構
造物を作成するにあたり、樹脂の構造内浸透を容易にす
る。

２）樹脂が溝内に入るためブラシ構造を強固に固着させ
る。

３）溝によってシート状ブラシ材料の断面があたかも剛
毛を数珠つなぎにしたようになるので、剛毛の先端によ
るブラッシング作用と同じ作用が得られるのみならず、
剛毛の欠点である横ぶれ（ブラッシングの際、剛毛が横
に曲がって逃げるため、効果が減少するのみなず、チャ
タリング等のブラッシングむらの原因となる）がない利
点が生じる。

４）過度のブラッシングが行われた際、シートの破損を
一定方向（溝の方向）に向けさせる作用があり、それは
単にシートを裂くだけなのでブラシ構造物から破片が分
離せずブラッシング効果に影響を与えない。

（実施例１）特開昭63−12713号公報記載の方法と装置を用い、軟化
ゾーンの出口（口金）の形状を第６図のような特殊形状
にして、PMIAの熱可塑化押出し成形を行い、ついでこれ
を290℃のプレート上で2.5倍で延伸し、長さ方向に多数
の溝を有する幅70mmのシート状PMIAを連続的に製造し
た。

つぎにこのシート状物を長さ40mmのシート片に裁断し、
第７図の拡大写真のような本発明のシート状ブラシ材料
を作成した。この材料の寸法は、下記の通りである。

シート片の幅（Ｗ） 70mm シート片の長さ（Ｈ） 40mm シート片の厚さ（Ｄ） 0.6mm 溝の深さ（ｄ） 0.25mm 溝の幅（ｗ） 0.5mm 溝と溝の間隔（ｐ） 0.8mm つぎに、上記のシート状ブラシ材料を用いて、第２図の
ようなブラシ構造物を作成した。

即ち、該シート状ブラシ材料の長さ方向の片側端約10mm
の部分に信越化学（株）製のシリコーンゴム接着材（KE
44W）を塗り、これを17枚積層して圧着状態で固化させ
厚さ14mmのブラシ構造物を作成した。

このブラシ構造物を用いて第３図のような回転ロールブ
ラシを作成するため、長さ1400mm,外径225mm,溝幅14mm,
溝深さ12mm,溝数36個の溝付ロールを作成した。

つぎに、このロールの溝内壁に上記の接着樹脂を塗り、
溝に上記のブラシ構造物を次々と密着させて植設し、溝
を埋め尽くすことによって第３図のような回転ロールブ
ラシを作成した。この際、ブラシ構造物の隣接部が、ロ
ールの円周に沿って重ならぬように配慮して植設した。

この回転ブラシロールを薄板鋼板の表面洗浄用（表面鉄
粉，油分等の異物除去）として使用したところ、従来使
用のナイロン剛毛ブラシと比較して下記の評価が得られ
た。

１）表面洗浄効果は、下記の理由からナイロンブラシの
約２倍。

洗浄液の交換周期が約1/2になった。

鋼板の表面光沢がナイロンブラシ２本によるブラッ
シング光沢とほぼ等しい。

２）ブラッシングのモーター電流がナイロンブラシの約
1/2であり、ブラッシング効率が良好である。

３）耐久性（通算使用時間）はナイロンブラシの５割ア
ップとなった。これは、剛毛のような先細り摩耗がない
ためと推定される。

４）PMIAを使用しているため、ブラシの内部冷却が不要
であり、運転管理が容易であった。

５）ナイロンブラシ（ディスク式）のようなブラシマー
クは全く見られなかった。これはブラシの回転軸方向の
均一性に依存するので、当然の結果と推定される。

（実施例２）特開昭63−21920号公報記載の方法と装置を用い、口金
の形状をジグザグ型スリット形状にして、研摩粒子（Si
C＃80）が35重量％混合されたPMIAの熱可塑性化押出し
成形を行い、ついでこれを290℃の熱プレート上で2.2倍
で延伸し長さ方向に多数のＶ型溝を有する幅60mmのシー
ト状PMIAを連続的に製造した。

つぎに、このシート状物を長さ50mmのシート片に裁断
し、下記のような本発明のシート状ブラシ材料を作成し
た。

シート片の幅（Ｗ） 60mm シート片の長さ（Ｈ） 50mm シート片の厚さ（Ｄ） 1.5mm 溝の深さ（ｄ） 0.5mm 溝の幅（ｗ） 0.7mm 溝と溝の間隔（ｐ） 0.7mm このシート状ブラシ材料を用いて、第４図のようなリン
グ状のブラシ構造物を作成した。

即ち、該シート状ブラシ材料の長さ方向の片側端約15mm
の部分に、油化シェルエポキシ（株）製エピコート827,
エピコート871の各50％からなる主剤100重量部に、エピ
キュア3080の50重量部を混合したエポキシ樹脂液を塗
り、これをリング状の型に順次入れて放射状に積層配列
した。次に、これを硬化炉にいれて80℃で４時間熱処理
し、樹脂を硬化させてから型をはずし外径300mmのリン
グ状のブラシ構造物を得た。このブラシ構造物を、フラ
ンジ付きのロールに填め込み、フランジで固定して回転
研摩ブラシを作成した。

この回転研摩ブラシでステレス鋼板の研摩性能をテスト
したところ、ブラシ回転数1200rpm,板速30m/分で、研摩
量60（g/m²/3パス）が得られ、表面粗度（Ra）は0.8μ
であり、重研削ブラシ及び高スクラッチ加工ブラシとし
ての性能を満足することが実証された。

（効果）本発明のシート状ブラシの効果として、下記事項があげ
られる。

＊ブラシの作成に関しては、１）あらゆる形態のブラシに活用可能な基本要素となる
ブラシ構造物を極めて容易に作成することができる。

２）ブラシ構造物を作成する際、接着樹脂が溝に入るた
め、接着性のあまり良くない樹脂を使用してもアンカー
効果で、構造が強固に固着される。

３）剛毛ブラシのように「毛刈り」を実施する必要がな
く、材料のロスが極めて少ない。

＊作成されたブラシの性能に関しては、１）回転ブラシの場合は、そのブラッシングにおける剛
毛の利点（剛毛先端部のブラッシング効果）を保有し、
剛毛の欠点（剛毛の横曲がり性）を排除した性能を与え
る。

２）剛毛にくらべて、材料の曲げ剛性が大きいため、ブ
ラッシング効果が増大する。

３）回転ロールブラシの場合は、従来のチャンネルブラ
シやディスクブラシのようなローラー軸方向の密度ムラ
がないため、ブラッシングマークが発生しない。

４）第４図のような回転式円盤状ブラシや第５図のよう
な回転束状ブラシの場合は、従来の剛毛ブラシのような
遠心力による「毛倒れ現象」は発生しない。

５）研摩粒子を混合した材料を用いたブラシの場合は、
サンドペーパーや研摩不織布を用いた研摩工具に比べ
て、研摩粒子が合成樹脂の内部に混合されている為、耐
摩耗性が極めてよい。

６）合成樹脂としてメタ系芳香ポリアミドを使用したと
きは、その耐熱性，高ガラス転移温度，高剛性，耐摩耗
性等の特性が発揮されて、上記効果は一層増大される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のシート状ブラシ材料を模式的に示す
斜視図であり、１は合成樹脂シート片の表面に設けられ
た溝を示す。第２図は、本発明のブラシ構造物の１例の斜視図であ
り、Ｓは本発明のシート状ブラシ材料を示す。第３図は、本発明のブラシ構造物を、溝付ロールの溝に
接着樹脂で植設して作成した、回転ロールブラシの斜視
図である。第４図は、本発明のブラシ構造物から成形した円盤状ブ
ラシ、又第５図は、回転束状ブラシの斜視図である。第６図は実施例１のシート状ブラシ材料を成形するため
の口金のノズル形状を示す図であり、第７図は写真の一
部を拡大した模写図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂製シート片の表面に、互いに平行
な複数の溝を設けたことを特徴とするシート状ブラシ材
料。
【請求項２】合成樹脂製シート片の内部に研摩粒子が混
入されてなる請求項（１）に記載のシート状ブラシ材
料。
【請求項３】合成樹脂がメタ系芳香族ポリアミドを主成
分とする請求項（１）または（２）に記載のシート状ブ
ラシ材料。
【請求項４】第１項〜第３項のいずれかに記載のシート
状ブラシ材料の複数枚を、該ブラシ材料の表面に設けら
れた溝の方向が一致するように配列積層して形成した構
造体の１部が接着樹脂で固着されてなることを特徴とす
るブラシ構造物。