JPS6021966A - 研摩用纎維の製造方法 - Google Patents

研摩用纎維の製造方法

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JPS6021966A
JPS6021966A JP58127110A JP12711083A JPS6021966A JP S6021966 A JPS6021966 A JP S6021966A JP 58127110 A JP58127110 A JP 58127110A JP 12711083 A JP12711083 A JP 12711083A JP S6021966 A JPS6021966 A JP S6021966A
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fiber
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寛 内藤
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Kanebo Gohsen Ltd
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Kanebo Ltd
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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】 本発明は研摩用繊維の製造方法に関する。
研摩用繊維とは、金属、ガラス、セラミックス、宝石、
木材、プラスチックス、樹脂などの表面を摩擦して研摩
、切削、変形（加工入端、汚れ除去、表面仕上などを行
なう繊維である。
ここで繊維とは、連続フィラメント、ステーグル、綿、
等の他に、紡績糸、撚糸さ負、た糸、紐、編物、織物、
立毛布量、不織布、紙などの繊維溝造物を包・含する。
研摩用繊維は、そのポリマー中に研摩材粒子を含有せし
めて製造することが出来る。研摩能力の優れた繊維を得
るためには、研摩能力の大きい粒子を多量に含有させる
盛装があるが、そうすると繊維の製造工程、例えば、紡
糸、延伸、撚糸、紡績、編織などの工程でガイド類、ロ
ーラー類、トンベラ、針、その他繊維に接触する部分が
摩耗、ｔｊｔ傷し、製造困難となる。
本発明の鶴１の目的は製造工程に於ける上記のような問
題を解決し、高い研摩能力を有する繊維を容易に製造す
る方法を提供するにある。
他の目的は以下のＦ＆明から明らかにされるであろう。
本発明の方法は粒状研摩材含有ポリマーからなる研摩層
を有し、該研摩層が研摩材を含有しなりポリマーからな
る被覆層によって実質的に被覆された複合繊維を、溶剤
又は分解剤によって該被覆層の少女くとも一部を溶解又
は分解除去し、研摩層を露出させることを特徴とするも
のである。
本発明に用いる複合繊維は研摩層及び被覆層を有する。
研摩層は研摩材粒子及びそれを結合するポリマーからな
る。研摩材は目的に応じた硬さ及び大きさを有する無機
粒子で、例えばダイアモンド、コランダム、トパズ、ス
ピネル、エメリー、ガーネット、フリント、ルビー、水
晶、石英、長石、リンカイ石、蛍石、タルク、粘度など
のような鉱物粒子、炭化硅素（カーボンンダム）、窒化
硅素、炭化硼素、酸化チタン、酸化アルミニウム（アル
ミナ、アランダム）、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、
酸化硅素（シリカ）、ゼオライト、フェライトなどめよ
うな金属化合物又は類似の化合物、金属粒子、合金粒子
などがあげられる。
研摩材粒子の大きさは、目的によって変る。
切削や粗仕上げには粒径の大きいものが用いられ、高精
度仕上げには粒径の小さいものが用いられる。研摩材粒
子の粒径は繊維径のに以下、特にμ以下が好ましい。通
常の繊維は直径（平均）２００μｍ程度以下、特に１０
０μｆｎ以下であり、最も多くの場合５０μｖ１以下で
ある。従って研摩材の粒径は１００μＩ７＋程度以下が
適し、５０μｍ　以下、特に２０μｍ以下が最も適する
。中［度の研摩には粒径１〜１００μｔｎ程度のものが
用いられ高精度の仕上研摩には粒径５μ２η以下、特に
０゜０１〜３μｍのものがよく用いられる。ｍ経径が２
００μｍを越えるもの、例えば６００〜１児 ５００μｍのものは剛ちと呼ばれ通常の繊維と製造や加
工方法、装置が異ることが多い。剛毛においても本発明
の方法を適用するととは可能であるが、本発明の効果（
通常の繊維の製造・加工工程で通常繊維とはソ同等に取
扱い得る）は通常の太さの繊維において最も著しい。す
なわち本発明の方法は、粗切削用よ）も中程度以上の仕
上研摩用のツμ品を得るに最適である。
研摩剤粒子と繊維を形成するポリマーとの接着性や分散
′性を改善するために、界面活性剤や分散剤を応用する
ことが好ましい。規水基又は魚ａｈ子に親和性又は反応
性の基と、親油基又はポリマーに対する親和性又は反応
性の基からなる化合物（界面活性剤）を無機粒子の表面
に、例えば単分子膜や薄膜を形成させることが好ましい
。無機粒子とポリマーとを結合させる所謂カップリング
剤、向えはシラン刀ツブリング剤、アルミニウム糸カッ
プリング剤、チタネートカップリング剤なども好適に用
いられる。これらの界面活性剤や結合剤の使用量は目的
に応じ選べば良いが、多くの場合０．１〜１ｏ襲（対粒
子重量）程度である。しかし粒子が微細になシ表面積が
大きくなると、１０％以上、例えば５０〜１００チ程度
を必要とすることもある。
研摩剤の含有￥は目的によって選べばよいが、通常研り
＃層の５％（重量）以上、多くの場合１０〜２０チ、特
に２０〜８ｏ俤であシ、最も多くの場合６０〜７５チ程
度でおる。一般に研摩材含有率が太きいはど研摩力が大
きいが、繊維の強度が低下する傾向がある。従って強度
向上のため、研＃帰及び被覆層の他に強化層を持つ繊維
を用いることが好ましい。
研摩層を形成するポリマーは、熱可皿性又は絨維形成性
ポリマーの中から任意に選ぶことが出来る。複合、減成
が被覆層と研ｌＩ層のみからなる場合ｄ、研４層ポリマ
ーはｒｆｋ　ｙ４Ｆ形成性でるることが必要である。複
合Ｍ　紙が強化Ｍを有する場合は強化層に強度の優ｉｔ
た繊維形成性ポリマーを用い、研摩層は紙綿形成性の乏
しいポリマーを用いるとと、も出来る。勿論研摩層及び
強化層共に権維形成性ポリマーを用いることが強度の点
から最も好ましい。複合繊維の被覆Ｊ？３、研ｐｍ、強
化ｋｔｔに用いる熱町呈性又は？Ｊ−維形成形成性ポリ
マーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポ
リオレフィン、ナイロン６゜ナイロン６６、す４０ン６
１０、−Ｊ−イロン１２ナトの脂肪族ポリアミド、ポリ
バラフエ風レンチレフタラミド、ポリ゛メタフェニレン
イソフタラミドなどの芳香族ポリアミド、ボリエ１−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、ポリ塩化ビニル２、ポリアクリロニトリ
ル、ポリビニルアルコ−ルナトノポリビニル系ポリマー
、ポリウレタ二〆、ポリカーボネート、ポリエーテル、
ポリスルア１Ｘンなどがあげられ、それら揖：１諌分と
する兵団合体、混合体、変性体、誘導体も利用可能で々
）る。これらの中で耐摩耗性の仁れたもの、例えばポリ
アミド及びポリエステルが研＃層及び強化層用に４１に
好ましい。
銘１図〜第１１′図は本発明に用いることが出来る複合
繊維の横断面の例である。図におい−Ｃ多点部（１）は
研＃層を、斜線部（２）は被覆層を、（５）は中空部を
、斜線部（４）はψｉ化層を示す。第１図は円形の芯鞘
捜、第２図は扁平な芯鞘型、第３図は４角形状の芯７１
・ｎ型複合の例である。第４図は研ｓ　ｒＰＪ（１）が
被覆層によって不完全にｖｇされているが、研＃層が外
部の物体と接触することは実質的に防止されている（凸
部は）１’６　愕され、露出しているのは凹部のみでり
る）。仁のような場合も研Ｓ層が被Ｍ層によって実ａ゛
的に控覆されていると云う。
第５図は研摩層が放射状部分によって４個に分割された
もので、被覆層（２）が除去されると４個の研摩用細繊
維が生じる。勿論このような複数の芯（研摩層）を有す
る複合繊維は、芯の形を円形、扁平形その他自由にする
ことが出来、芯の数も２以上め任意（例えば３〜１００
個）とする仁とが出来る。第６゛図は芯が扁平な多芯型
の例であシ第７図は中空部（５）を有する放射状複合の
例である。第５図〜第７図に示すような複数の研摩層を
有する多層繊維は、適当な手段によ多分割（フィブリル
化）して、多数の微細な研摩繊維が得られる。微細な繊
維からなる枡席繊維（製品）は、例°えば精密仕上用の
研摩布として非常に優れた性能を有する。繊維が細いた
めに、研摩される相手を損傷することが少なく、し力・
も接触面積が大きく研摩効果が高いからである。この目
的の充めには＃Ｉ綴維（多層繊維の研／＃層）の繊維は
２ｄ以下、特に１ｄ以下が好ましく、０．５ｄ以下が最
も好ましい。実際に多層繊維を用いれば、１〜０．０１
　ｄ程度の極細の研ＩＩＩ繊維を得る仁とは容易である
。同様に扁平なもの、特に扁平率（長径／短径比）が２
以上のものが密着性に優れて好ましく、扁平率が５以上
のものが最も好′ましい。
第８図は研摩層（１）、被覆層（２）の他に強化層（４
）を有する複合繊維の例である。研Ｓ層は一般に弾度が
低下する傾向があるから、図のように強化層で補強する
と、研＃繊維の強度、耐久性、寿命が大巾に改良され極
めて効果的である。第８図は研／ＦｆｆｊＩと強化層が
鞘芯壓に複合された例であるが第９因は両者が６層隣接
型に複合された例である。勿論研／ＩＰ層と強化層の複
合形式は任意に選べばよいが、ａ後層を除去した時に研
１９層が充分露出するように、例えば研摩層の表面積占
有率が５％以上、特に１ｏ％以上とすることが好ましく
、３０チ以上とすることが最も好ましい。第８図の鞘芯
型では被覆層を除去したときの研摩層の表面積占有率は
１００％であ）、第９図のそれは約８８％である。第９
図において研＃層と強化層を入替えると、被覆層を除去
した場合の研Ｓ層の表面積占有率は約１２チであシ、そ
のような繊維も本発明の目的に有用である。多層型複合
に強化層を応用導入するととも容易である。第１０図〜
１１図はその例で研席層と強化層を鞘芯型に複合したも
のを多数個有するものを第１０図に同じく卜接型（サイ
ドバイサイド）に複合１−だものを多数個有するものを
第１１図に示す。
研＃層と強化層とは充分に接着していることが好ましい
。このため相互接活性の便ノｔたポリマーを組せること
か好ましく、例えは両方のポリマーが同−又は同種であ
ることが好ましい。
被覆層を形成するポリマーは、容易に溶解又は分解除去
出来るものが好ましい。すなわち研＃層をほとんど損傷
させずに、被覆層を充分に除去出来ることが好ましい。
一般に被覆層は外側にあるから、分解又は溶解速度が等
しくても被覆層が早く分解又は溶解される。しかし、被
覆層のボ９７−が研　層のポリマーよシも分解又は溶解
速度が大きいことが好ましい（その逆は不適当）。その
ような溶解又は分解速度の異なるポリマーの選択、組合
せは専問家には容易である。ポリマーの溶剤としては、
水、ジメチルホルマミド、アセトン、キシレン、水酸化
ナトリウム水溶液、蟻酸、硫酸、硝酸、フェノール、ジ
クロルエタン、トリクレン、　バー　クレンなどがよく
知られておル、それらに不氾のものと可溶のものとを組
合せることが出来る。例えばポリアミドの多□くは酸に
可溶であ如ポリエステルの多くは酸に不溶である。アク
リル系共重合物の多くはジメチルフォルムアミド、アセ
トンなどに可溶で１ｈポリアミド及びポリエステルの多
くはそれらに不溶である。同様に多くのポリエステルは
強アルカリ水溶液で容易に分解可能であるが、多くのポ
リアミドはその条件下では分解されない、同様に共重合
法や混合法で第６成分を導入した変性ポリマーは未変性
のものにくらべて溶解性や分解性が高い場合が多いから
、その速度差を利用することが出来る。
例えばポリアクリロニトリルはアセトンに不溶であるが
、アクリロニトリルに６ｏモルチの塩化ビニルを共重合
するとアセトンに可溶となる同様に分子Ｊｉ３５００の
ポリエチレングリコールを２０重量饅基型合したポリエ
チレンテレフタレートは、そのホモポリマーに較べて５
％ＮａＯＨ１００℃水溶液での分解速度か５０〜１００
倍である。
複合繊維における被覆層の複合比（体積占有率）は任意
であるが、後工程での除去を考慮すると出来るだけ小さ
いことが好ましい。すなわち被覆層の複合比は５０チ以
下、特に４０チ以下が好ましく、５Ｑ％以下が最も好ま
しい。第１図は被覆層の複合比が約２３％の例である。
被覆層は研考層を実質的に被覆し、外部の物体との接触
を防止しなければならない。第１囚のように被覆が完全
であることが最も好ましいが、第４図のように被覆が不
完全であっても、繊維の凸部は被覆されているので、研
摩層は実質的に被覆されているとみなされる。
被覆層の表面積占有率は５．０％以上が好ましく、７０
チ以上が特に好ましく、８０チ以上が最も好ましい。
複合繊維は、溶融、乾式、湿式などの方法で周知の複合
紡糸法によって製造し得る。通常の速度で紡糸し、延伸
、熱処理などを行なうことも出来、高速紡糸によシ半配
向（ＰＯＹ）又は充分に配向した繊維を得ることも出来
る。被覆層を有する複合繊維は、研摩層が直接紡糸口金
ガイド、ローラー、トラベン等へ接触しないから、それ
らの摩耗が少なく人造が容易である。
複合繊維は、巻縮して又は巻縮しないで、連続フィラメ
ント状又はステーブル状で、それ単独で又は通常繊維と
混用して、糸、合撚糸、紐、テープ、編物、織物、不織
布（スパンボンドを含む）、紙、皮革状物、シート状物
、ベルト状物、立毛製品、など枡席目的に応じた形の楢
造物とすることが出来、更に必要に応じ、ローラー、ブ
ラシ、パン、回転円板などを製造し他繊維との混合は紡
糸時又はそれ以後の工程での混繊、合糸、合撚、混綿、
混紡、交編、交織、混抄、その他あらゆ゛る混合手段を
応用出来る。混合率は任意であるが、通常５％（ｉ量）
以上、特に１０チ以上であシ、多くの場合２０襲以上で
ある。
被覆層の除去は、紡糸延伸以後の任意の工程で行なえば
よいが、勿論繊維を研摩用の構造物とした後に行なうこ
とが好ましい。例え”ば糸、紐、テープ、編物、織物、
不織布、立毛製品、紙、シート状物などとした後に、根
後層を除去することが好ましい。
本発明によって、従来得ることが出来なかった或いは製
造が極めて困難であった研萼材粒子を内蔵すΣ鉱維から
なる枡席材料、用具、製置を容易に得ることが出来る。
以下実施例によシ本兄明方法を親羽するが、実施例中部
、−等ｔユ特記しない限シ重量比率である。
実施例１ 分子ｆｉｋ５５００のポリエチレングリコール全２０チ
共重合したポリエチレンテレフタレートで分子３１１８
０００のものをポリマーＰ１とする。
分子量１６０００のナイロン６をポリマーＰ２とする。
分子量１８０００のナイロン６をポリマーＰ３とする。
アルミナを焼成・粉砕した（七ランダムｍ）平均粒径α
１２μｍのαアルミナを研摩材Ｇ１とする。
ポリマーＰ２粉末（５０メツシニ）１２０部、研原材Ｇ
１８０部、ステアリン酸マグネシウム（分散剤）２部、
フェノール系酸化防止剤（チバガイギー社イルガノック
ス＄１０９８）α５部を混合し、攪拌しつつポリビニル
ピロリドン（粘着剤）２．５％水溶液を４０部を徐々に
滴下して混合物を平均粒径３膳に造粒した。造粒後乾燥
し、２７０℃のスクリュウ押出機で溶融混線を６回繰返
して研原材混合ポリマーＰＧ１を得た。
ポリマーＰＧ１を研摩用（１）とし、ポリマーＰ１を被
覆層（２）として、溶融複合紡糸によシ両者を第１図の
ような宿造に複合しく体積複合比力）２８０℃、直径０
．２５　ｒａのオリフィスから紡出し、冷却、オイリン
グ後１２００　ｍ／ｍｉｎ　の速度で巻取った。更に９
０℃で６．２倍に延伸し、１６０℃のヒータに接触させ
て巻取った。この延伸糸をＹｌとする。Ｙｌは繊度５０
ｄ／１０ｆ、単糸直径約３０μｍである。
ポリマーＰＧ１を研摩用（１）とし、ポリマーＰ１を被
覆層（２）とし、ポリマーＰ５を強化層（４）とし、６
成分を複合比（体積比）１／、１／２で溶融複合し、以
下上記Ｙ１と同様に紡糸、延伸、熱飽理して、５０ｄ／
１０ｆの延伸糸Ｙ２を得た。
比較のためＧＰｌのみを同じ条件で紡糸しようとしたが
、糸切れが頻発し紡糸イ能であった。
これは研摩材を約５０チ含有するＰＧｌは曳糸性及び糸
の強度が低いためである。そこで研厚粒子含有率を２０
％に低減して紡糸した所、若干糸切れしたが紡糸、延伸
が可能であシ、４０ｄ／１０ｆの延伸糸Ｙ６を得た。し
かし紡糸オリフィス、紡糸巻取機のトラバースガイド、
延伸機のガイド及びトラベラの損傷が著しく、工業生産
は相当困難である。これに対し、前記Ｙ１゜Ｙ２は普通
糸とはソ同様に紡糸、延伸可能でおりた。合糸の強度及
び伸度を第１表に示す。
第１表 糸Ｙ１をフロント糸に用い、普通のナイロン６延伸糸（
７０ｄ／１８ｆ）をバックに用い、パイルトリコットを
編立て、得られた編物を２−ＮａＯＨ９５℃水溶液で６
０分間兜理（被覆層除去）した後乾燥し、研摩布Ａ１を
得た。Ａ１ハ金属、ガラス、上２ミック、合成樹脂など
の仕上研厚に好適で、例えば研／Ｉｐｍベルトやロー２
の表面に接着して用いることが出来る。
糸Ｙ２を用いて上記Ａ１と同様姉して研萼布Ａ２を得た
枡席布Ａ２はＡ１に較べて金嵐を仕上枡席したときの寿
命が約２６０時間でＡ１のそれの約２．７倍であった。
なおＹ６はトリコット編機の針の摩耗のため編立不可能
であった。
実施例２ 実施例１のＹ２とはソロ様にして、但し繊度３５ｄのモ
ノフィラメントＹ４を得た。Ｙ４をステンレス鋼のボビ
ンに巻き、チーズ染色機ヲ用い２％ＮａＯＨ９５℃水溶
液で６０分間処理して被覆層を除去し、乾燥して研廊用
モノシイラメントＡ３を得た。Ａ６を磁器回転ガイドを
介して張力２０９．１００　ｍ／ｍｉｎの速度で走行さ
せつつ、直径１０鵡のガラス丸棒に接ｊ独角９００で接
触させる。ガラス丸棒は毎分１００回の速度で回転させ
る。このフィラメントによる研摩でガラス棒は約２時間
で切断された。モノフィラメントＡ３はガラスの他、セ
ラミックや宝石類の切断や表面加工に利用出来る。
平均粒径０．７μｍの炭化硅素を主成分とす２（カーゴ
２ンダム）研摩材粒子に対しチタネートカップリング剤
（ケンリッチ社ＫＲ−ＴＴＳ）２チを付与したもの７０
部と分子Ｈｚｏｏｏｏのナイロン１２１３０部、フェノ
ール系酸化防止剤（イルガノックス：＃１０９８）α５
部を用い実施例１０ＰＧ１と同様に溶融混練して研廊材
混合ポリマーＰ（）’２を得た。
ポリマーＰＧ２を枡席層（１）とし、実施例１のポリマ
ーＰ１を被覆層（２）とし、分子量２６０００のナイロ
ン１２を強化層（４）とし、３成分を複合比（体積＞１
／１／２で第９図のように溶融複合し、以下実施例１の
Ｙｌと同様に紡糸、延伸して、２５０ｄ／１０ｆ　の延
伸糸Ｙ５を得た。Ｙ５をパイル糸とし、地糸にナイロン
６ステープル（３ｄ）／綿＝６５７５５（Ｄ混紡糸３０
番手双糸を用いて植毛密度７２ケ所／ｃｒｔｔ、パイル
長２５ｖｎ　ｏ　カットバイル織物を得た。この織物を
２％ＮａＯＨ９５℃水溶液で５０分間処理し被覆層を除
去し、乾燥後架橋型アクリル系樹脂でバッキングし、直
径１５−のロールにｉ付けて接着、硬化させた後１８０
０回転／回転速度で回転させながら赤外線電球で加熱（
約１６１］℃）して立毛を直立状態に熱固定して枡席用
ブラシＡ４を得た。Ａ４は金属セラミックス、木材、合
成樹脂などの仕上研摩用に好適である。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第１１図は本発明に好適な複合繊維の横断面の
例である。 カネボウ合繊株式会社

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　粒状研摩拐含有ポリマーからなる研摩層を有し
    、該研摩層が研摩材を含有しないポリマーかもなる被覆
    層によって実質的に被覆された複合繊維を溶剤又は分解
    剤によって該被覆層の少なくとも一部を溶解又は分解除
    去し、研ＭＮを露出さぜることｔ特徴とする研摩用繊維
    の製造方法。
  2. （２）　８．合識維が研摩層を芯とする芯鞘複合イａ造
    を有する特許請求の範囲第１項記載の方法。
  3. （３）　研摩層の横断面のＭｇ平皐が２以上である特ｌ
    ；／Ｆ請求の範囲比１項記載の方法。
  4. （４）　被覆層が複合繊維の表面積の５０％以上を占め
    る特許請求の範囲第１項記載の方法。
  5. （５）　仮合繊に６Ｅが、研摩層及び被覆層の他に繊維
    の強度を向上させる強化層を有する特許請求の範囲第１
    項記載の方法。
  6. （６）　複合繊維が複数の研摩層を有するものである特
    許請求の範囲Ｍ１項記載の方法。
  7. （７）　複合繊維が繊度１ｄ以下の複数の研摩層を有す
    るものである特許請求の範囲第１項記載の方法。
  8. （８）　被覆層を水又は水系の溶剤又は分解剤で除去す
    る特許請求の範囲第１項記載の方法。
  9. （９）　被覆層の溶解又は分解速度が研摩層の１０倍以
    上である特許請求の範囲第１項記載の方法。
  10. （１０）研摩層が無機研摩材粒子を１０重・量−以上含
    Ｍするものである特許請求の範囲第１項記載の方法。
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