JPS6399804A - 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、耐熱性に優れた芳香族ポリアミドと無１１１
Ｍ１１片の混合してなるｌａ維状物からなるブラシに関
する。

ブラシは塗料の塗布や、汚れ落し等に使用される。その
塗布効率、塗布均一性、清浄効率、清浄均一性、耐久性
等を向上する工夫がブラシの材料面と構造面からなされ
てきた。

従来、鉄を代表とする金属材料、ガラス、セラミック等
の清浄用ブラシとして昔からタンピコファイバー（バキ
ン）、パームファイバー等の天然植物繊維を植毛したブ
ラシが使用されてきた。これらは毛材密集度が大きく、
吸水性に優れ、摩耗面に細かい繊状の凹凸面が常に表わ
れて一定の清浄作用でブラッシングされるという特徴が
ある。

しかし使用中の抜毛、折損が多く、また牽耗し易く、耐
久性に難があると同時に商業上供給が不安定である。

そのため近年耐久性の優れた極太の合成繊維例えばナイ
ロン６．６．ナイロン−６、ナイロン−６１０、ナイロ
ン−６１２，ポリブチレンテレフタレート。ポリプロピ
レン等の繊維が使用されるようになったが、これら合成
繊維のブラシは下記のような改良を加えないと清浄効果
（ブラッシング効率）、吸水性（保液性）が不充分であ
る。

これらＡｌ１維の保液性を向上する為に繊維を波状に曲
げたり、繊維の周囲に別の細い繊維を巻いたリ、繊維を
多孔性にする方法が提案されている。

保液性をよくすることにより、ブラシと被清？ｆＩ物体
の摩擦熱を液の冷却作用で低く抑えることが出来る。

一方ブラッシング効率を向上するために、多くの場合繊
維の中にアルミナやカーボランダム等の砥粒を混入して
、見掛上の１＃熱性、硬さ、ブラシ毛先表面の蘇生性を
付与している。

上記合成＃ａ維は融点が２６５°Ｃ以下の熱可塑性ポリ
マーからなるので、長時間ブラッシングすると、摩擦熱
によりブラシの毛先が軟化し平滑になり、ブラッシング
効率が低下するという欠点を有する。

砥粒の混合によりブラッシング効率が改善される。

また保液性を向上することも摩擦熱による平滑化を低減
している。

以上説明したように、保液性、ブラッシング効果を改良
した合成１維を使用したブラシが実用化されてきたが、
高温（１００℃以上）に加熱されている物体を清浄する
場合（これは銑の薄板製造工程等に於ては避けられない
条件である）、熱安定性が一充分でなく、繊維が急速に
劣化し、そのためにブラシ交換の頻度が高い、その為、
被清浄物の製造コストのかなりの部分をブラシ清浄工程
が占めるという欠点があった。

ｉｆｔ熱性の優れた繊維素材によりブラシを作れば、熱
劣化する欠点をなくすることが出来るが、金属繊維のよ
うな硬度の高いものは被清浄物体を傷つけることになり
好ましくない、従って、被清浄物本と硬度バランスが適
当であり、しかも靭性のある有機ポリマーのうち耐熱性
の充分な素材を基材としそれに砥粒を混合した素材を使
用するのが好ましい。

現在、既に実用化されていて工業的規模で生産されてい
る耐熱性有機ポリマーの大部分は芳香族ポリアミド（あ
るいは全芳香族ポリアミドと呼称されている）である。

特にポリメタフェニレンイソフタルアミドは例えばＮ　
０Ｉｌ１３Ｘ■［デュポン社（製）　］　、　Ｃｏｎｅ
ｘ■〔帝人■製コ名称で繊維として大量に市販されてい
る。この繊維は、従来の有機繊維と比較して遜色ない可
撓性を有し、しかも限界酸素指数（Ｌｏｒ）が２７．　
ｗ＆点が４００〜４１０℃１分解開始点が約４００℃と
いう難燃性、耐熱性を有しており防火服、バッグフィル
ター、絶縁材として有用である。またポリパラフェニレ
ンテレフタルアミドは、ＫｅＶＩａｒ■［デュポン社（
製）］の名称で繊維として市販されて居り、この繊維は
前記のポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維並の難
燃性、耐熱性を有し、しかも高強度高ヤング率を呈し、
複合材。

ロープなどに有用である。これら２種の芳香族ポリアミ
ドを中心に種々の改質（共重合、ブレンド等）がなされ
、それぞれの目的に好適な組成が研究なされてきた。

しかしながら一般に芳香族ポリアミドは融点が高く、分
解開始温度と近接している為、従来のオリフィス型溶融
紡糸装置を使用して溶融押出しをすることは不可能であ
る。その為、工業的に該ポリマーを溶剤に溶解し、湿式
あるいは乾式紡糸することにより繊維を製造しており、
そのため細い１ａ維しか得られず、極太ｔａ維を得るこ
とはむすかしく、ましてや無機細片を多量に混合した極
太繊維を得ることは側底困難であった。

一方発明者らは、極太の芳香族ポリアミド繊維およびそ
の集合体が、生産性の高い新規な溶融紡糸法により得ら
れることを見い出し先に提案した。

そこで、本発明者ら前記提案した発明を更に改良すべく
研究を進めた結果、芳香族ポリアミドの粉末と無機細片
との混合物から直接溶融紡糸により極太でしかも無機細
片が混入された芳香族ポリアミドの繊維状物が得られる
こと及び得られた繊維状物は、極めて耐熱性が高く、ま
た適度な硬度を有し、ブラッシング効果のよいブラシの
素材として優れていることを見出し本発明に到達しな。

すなわち本発明は、 ｒｌ、（ａ）　ｍ１ｌｌ細片及び芳香族ポリアミドより
なる混合物より実質的に形成され、 （ｂ）該混合物は、繊維軸に沿って直角方向に切断した
切断面の面積の平均が０．０１〜５止２の範囲である繊
維状物をなしており、（ｃ）該繊維状物の多数の集束体
を植毛したこと、 によって特徴づけられたブラシ、」である。

かかる繊維状物は、下記式 ％式％ で表わされる空隙率が約１０％以上である近接した多数
の細隙を有するメツシュ状紡糸口金を使用し、該紡糸口
金の吐出面と反対側の面に無ａ細片及び芳香族ポリアミ
ド重合体の粉末の混合物を供給し、該メツシュ状紡糸口
金の熱を発生している仕切り部材から熱を供給しつつ該
重合体を溶融し、該仕切り部材により取囲まれた多数の
細隙から該溶融液を押出し、この際該紡糸口金の該溶融
液の吐出面及びその近傍に冷却流体を供給して冷却しな
がら該細隙を通じて押出される溶融液を引取って、該溶
融重合体が実質的に成形物形成能をを失わない時間内に
、該溶融液を多数の分離された繊維状細流に変換し、固
化することによりｆ！Ａ遺される。

さらに本発明によれば、前記（ａ）及び（ｂ）の繊維状
物の多数の集束体を植毛したことによって特徴づけられ
たブラシが提案される。

本発明方法において繊維状物を形成する重合体は、所謂
芳香族ポリアミド重合体と云われているものであればよ
く、このまくしは下記式（Ｉ）。

（ｎ）、　　（ＩＩＩ） −Ｃ−Ｒ１−Ｃ−・・・・・・・・・（Ｉ）−Ｃ−Ｒ３
−Ｎ−・・・・・・・・・（１）からなる群より選択さ
れた少なくとも一種の反復単位から実質的になる重合体
であり、これらは一般に芳香族ポリアミドまたは全芳香
族ポリアミドと呼称されているものである。

前記式（Ｉ）、（ｎ）及び（１）におけるＲ１゜Ｒ２及
びＲ３は、同一もしくは異なる２価の基であり、それら
の合計の少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも
７０重量％は芳香族基である。ここで言う芳香族基とは
、通常のベンゼン核あるいは縮合環中のベンゼン核、例
えば、ベンゼン、ナフタレン、アン１〜ラセン等をもつ
基を意味する。

すなわち、かかる芳香族基を例示するとバラフェニレン
基、メタフェニレン基、１．５ｍｍナフチレン基、２．
６−ナフチレン基、３．３°−４，４°−または３．４
°−ジフェニレン基、３，３°−４，４°＋、　３．４
’−ジフェニルエーテル基、バラキシリレン基、メタキ
シリレン基またはバラ（メタ）メチルフェニレン基など
が挙げられる。

本発明において好ましくは芳香族ポリアミドとしては、
ポリバラフェニレンイソフタルアミド。

ポリメタフェニレンイソフタルアミド、ポリメタフェニ
レンテレフタルアミド、ポリ−１，５ｍｍナフチレンイ
ソフタルアミド、ポリ−３，４°−ジフェニレンテレフ
タルアミド、ポリメタキシリレンイソフタルアミドある
いはこれらの共重合体等があげられる。特に好ましい芳
香族ポリアミドとしては、ポリメタフェニレンイソフタ
ルアミド、ポリメタキシリレンイソフタルアミド、（メ
タフェニレンジアミン、イソフタル酸クロリド及びメタ
アミノ安息香酸クロリド）共重合体等があげられる。

本発明のめ芳香族ポリアミド重合体において、前記式（
Ｉ）、（Ｉｆ）、（ＩＩ）中のＲ１、Ｒ２及びＲ３の部
分に脂肪族鎖等の柔軟銀の基を導入することは成形性向
上の点で好ましいけれども、その基の割合がＲ４、Ｒ２
の合計の５０重量％を越えると、芳香族ポリアミドの重
要な特徴である耐熱性等の特性が低下するので好ましく
ない。

また本発明の新規な無Ｒ物を多量に混合した極太芳香族
ポリアミド繊維において、該重合体の部分的な架橋が一
部含まれてもよい、この場合には、繊維の耐熱性が向上
する等の利点も付加される。

さらに該重合体には耐熱性等の重要な特質を失わない範
囲で、酸化防止剤、熱安定剤、つや消し剤、Ｂ燃剤等の
重合体添加剤を含有していてもよい。

従来の方法によるとこれら芳香族ポリアミド重合体をジ
メチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等の溶媒に
溶解して紡糸している。しかしこのように溶媒に溶解し
て紡糸する溶液紡糸法の場合、目的とする繊維が太くな
ると溶剤を充分に抽出除去することが非常に困難となる
０例えばポリメタフェニレンイソフタルアミドをジメチ
ルアセトアミド／塩化カルシウム溶蛯に溶解した溶液を
乾式紡糸する場合、ｔａ維の外皮部分の溶媒が優先的に
逃散するので、外皮が蜜な組織に凝固し、芯部の溶媒の
拡散を著しく阻害する。従って溶媒を芯部より抽出除去
することは太デニールの繊維になるに従い困難となり、
紡糸筒を極端に長くする必要がある。あるいはポリメタ
フェニレンイソフタルアミドをＮ−メチルピロリドン溶
媒に溶解した溶液を湿式紡糸する場合も同様であり、極
端に長い′ａ固浴と水洗浴を必要とするようになる。

さらに好ましくないことに、外皮と芯部の構造が極端に
異なりいわゆるスキン・コア構造が進んだ繊維が得られ
、繊維の諸物性を低下させることになり、正常な極太芳
香族ポリアミド繊維を得ることができなかった。

これらの溶液成形法によると最大１００デニール（断面
積０．００３　ｍ”　）程度の未延伸糸が試験的に得ら
れるにすぎず、工業的には５０デニール（断面積０．０
０４　ａｍ”　）程度もしくはそれ以下の未延伸糸が得
られるにすぎない。

実質的に芳香族ポリアミドから形成される極太繊維の製
造法の詳細については、本発明者らが既に出願した特願
昭５８−２Ｏｆ３０６８号明４１Ｉｌ書（昭和５６年１
２月２２日出願）に述べたが、本発明による無機細片及
び芳香族ポリアミドの混合物より形成される極太繊維は
下記式 ％式％ で表わされる空隙率が約１０％以上である近接した多数
の細隙を有するメツシュ状紡糸口金を使用し、該紡糸口
金の吐出面と反対側の面に無ｉＨＪ片及び芳香族ポリア
ミド重合体の粉末の混合物を供給し、該メツシュ状紡糸
口金の熱を発生している仕切り部材から熱を供給しつつ
該重合体を溶融し、該仕切り部材により取囲まれた多数
の細隙から該溶融液を押出し、この際該紡糸口金の該溶
融液の吐出面及びその近傍に冷却流体を供給して冷却し
ながら該細隙を通じて押出される溶融液を引取って、該
溶＠重合体が実質的に成形物形成能をを失わない時間内
に、該溶融液を多数の分離された繊維状細流に変換し、
固化することにより製造できる。

この製造法の大きな特徴は、よく混合された無機細片及
び芳香族ポリアミド重合体の粉体の混合物を自己発熱し
ているメツシュ状紡糸口金に供給し、極めて短時間で溶
融し繊維化することであり、従来このような紡糸方法は
知られていなかった。

無機細片と芳香族ポリアミド重合体粉体の混合は通常粉
体の混合において知られているボールミル、振動ミル、
ジェットミル、プラネータリー型撹拌機、ニーダー等の
装置により行われる。粉砕と混合とは同時に行うのが有
利である。

芳香族ポリアミド重合体の粉末は、公知の界面重合法で
得ることができ、この方法により得られた直径が１μｍ
以下の微粒子のものを使用するのが好ましい０通常この
ような微粒子を２次凝集して数１０〜数１００μｍの直
径を有する粉本を形成している０本発明ではこのような
凝集した粉体であっても好適に使用することができる。

均一に無機細片が分散した繊維状物を得るためには、重
合体の２次′ａ集単位の粒子を出来るだけ粉砕し、無機
細片の表面に重合体粒子が付着するのが好ましい、付着
を促進するために少量のパラフィン、シリコーン油等を
混合することもできる。

一般に無機細片と重合体粒子とを出来るだけ小さい単位
で混合する方が成形し易く且つ均一な繊維状物を得るこ
とが容易となる。

本発明に用いられる無機細片は、例えば炭化カルシウム
、酸化チタン、カオリン、クレイ、タルク、ケインウ土
、チタン酸カリ、長石、雲母、ガラス粉末、グラファイ
ト、カーボンブラック、二酸化モリブデン、金属粉末（
例えば、銅粉、アルミ粉末、鉄粉、クロム粉末、ニッケ
ル粉末）、γ−Ｆ　ｅ　２０３　＋炭化硅素、アルミナ
、ゼオライト。

焼結用セラミック素材等が挙げられる０本発明の繊維状
物の使用目的に応じて適した無機細片が選ばれる０例え
ば研磨用ブラシに使用する場合は炭化硅素や溶融アルミ
ナ等の硬度の大きい無Ｒ紺片が好んで使用される。

本発明に用いられるｍ　ｔａ　４１１片の形状は球状、
多面体状、針状あるいは不規則状であってもよい。

その粒度は少くとも２０メツシユのふるいを通過するの
が好ましく、より好ましくは５００メツシユのふるいを
通過する粒度である。ただし見掛上大きな粒子であって
も、芳香族ポリアミド粉体との混合過程において上記メ
ツシュサイズに粉砕されるものであればかまわない、最
大の粒度は通常５万メツシュ程度である。

無機細片の形状が針状等の細長いものくアスバクトレイ
シオが約５以上のもの〉は、その最小断面積が１　ａｍ
２〜２．５　Ｘ　１０″？騙２、好ましくは２．５Ｘ１
０−３關２〜２，５ｘｌＯ々ＩＲ＋２の範囲のものであ
ればよく、その最長細片具は５間〜Ｏ，ＯＯ０５ｍｌ＋
、好ましくは０．２５ｍ＋〜０．０００５市の範囲のも
のであればよい。

該無ａｉｍ片は、芳香族ポリアミド粉末１００に対して
体積比で２〜２５０、好ましくは１０〜１００添加され
混合され、その混合されたと同じ割合の繊維状物を与え
る。この量より少なすぎると無機細片の添加効果が表わ
れてこす、この量より多すぎると成形性が悪くなると共
に、芳香族ポリアミドの無機細片の保持力が低下し、無
機細片が欠落したり繊維状物が折れ易くなる。また無機
細片と芳香族ポリアミドとの接着性を増すために、カッ
プリング剤等により無機細片の表面を処理することもで
きる。

前述した無ｇａｇ片と重合体粉末との混合物から、この
組成の繊維状物を製造するには、この混合物を使用する
ことを除けば、本発明者らが先に提案した極太芳香族ポ
リアミドａｍの製造法（特願昭５６−２０６０６８号）
、昭和５６年１２月２２日出願）と基本的に同じである
。

殊にメツシュ状紡糸口金における細隙の大きさく面積）
は、好ましくは０．０２３〜１６ａｍ２、より好ましく
は０．０６〜２ｆｉ”の範囲である。また該細隙の幅は
、好ましくは０．１５〜４藺、より好ましくは０．２５
〜１．３鴎の範囲が有利である。

該メツシュ状紡糸口金として平織金網を使用の場合、好
ましくは６〜９０メツシユ、より好ましくは１４〜５０
メツシユの範囲のものが有利である。あまりに小さい値
のメツシュ（大きな細隙の面積）の場合、成形物の形状
が大きすぎるし、口金からポリマー／無機細片への伝熱
量が少なすぎるようになる。あまり大きい値のメツシュ
（小さな細隙の面積）の場合、成形物の形状が小さすぎ
るし、口金の強度が充分でなくなる。

本発明の繊維状物の製造に用いられるメツシュ状紡糸口
金は、平織金網の他にあや綴金網であってもよく、また
多数の微小金属球が多数の細隙を形成するように焼結さ
れた薄い焼結体であってもよい、また、隣接する細隙間
に存在する仕切り部材が凹部を有するエツチング多孔板
であってもよい。

本発明においてこれらのメツシュ状紡糸口金は単独で用
いることができるのみならず、組合せて積層して用いる
こともできる。

これらの紡糸口金のうち、本発明によれば、好ましくは
、紡糸口金の吐出面に凹凸部を有する細巾の仕切り部材
によって仕切られた多数の細隙を有し且つ該細隙のある
細隙から押出される溶融液がそれを隣接する他の細隙か
ら押出される重合体の溶融液と該仕切り部材の凹部を通
じてながいに往来し得るような′！ｒ４′？ｉのメツシ
ュ状紡糸口金が用いられる。

本発明方法で用いられる前記メツシュ状紡糸口金を定義
する空隙率を表わす上記式において、Ｖａは紡糸口金の
メツシュ状部の単位面積下で占める見掛は上の全＃槓で
あり、 Ｖｆは紡糸口金のメツシュ状部の単位面積下における、
細隙を取り囲む仕切り部材の占める全体積である。

該紡糸口金の表面と裏面とに接触する仮想面を想定して
、この２つの仮想面の単位面積（１ｄ）でかこまれる部
分の体積を、前記式（ＩＶ）の見掛は上の全体Ｍ（Ｖａ
）として定義する。

ＷＩ層メヅシュ状紡糸口金の場合も上記と同様に仮想面
を想定して見掛けの全体積（Ｖａ）が求められることは
容易に理解されよう。

実際にあるメツシュ状紡糸口金について、Ｖａを求める
ためには、１−の接触面を持つダイヤルゲージでメツシ
ュ状紡糸口金の厚さを測定することによりＶａは簡単に
求められる。

また、あるメツシュ状紡糸口金について、Ｖｆを求める
なめには、メツシュ状紡糸口金を所定の面積に切断し、
例えばこれを液体中に沈めその時の増加しな体積を測定
すればよい、この増加した体積をメツシュ状紡糸口金１
−当りにｍｊｌな値がＶｆとなる。前記メツシュ状紡糸
口金の前記式（１ｖ）で表わされる空隙率（α）は、約
１０％以上であり、好ましくは約２５％〜約９０％であ
る。

さらに本発明方法に用いられるメツシュ状紡糸口金は約
１０ｍｍ以下、更に好ましくは約０．１〜約５市、特に
好ましくは約０．２〜約２ｍ＋の厚さを有している。

本発明方法において使用される紡糸口金の仕切部材は、
前記の通り供給された粉体状の重合体を溶融する為の熱
を発生された状態にある。

該仕切り部材自身から熱を発生させる為には、該仕切り
部材に電流を通じて加熱する方法（通電加熱法）、高周
波電界を印加し誘導加熱法で加熱する方法、仕切り部材
を細管で構成し細管の中に熱媒体を流して加熱する方法
（熱流体加熱法）等が有利に採用される。

通電加熱法及び誘導加熱法に使用可能な材料としては白
金、金、ｊ！、銅、チタン、バナジウム。

タングステン、イリジウム、モリブデン、パラジウム、
鉄、ニッケル、クローム、コバルト、鉛。

亜鉛、ビスマス、スズ、アルミニウム等の金属単体、ス
テンレススチール、ニクロム、タンタル。

しんちゅう、りん青銅、ジュラルミン等の合金、黒鉛、
シリコーン、ゲルマニウム、セレン、酸化スズ、酸化イ
ンジュウム、酸化鉄、酸化ニッゲル等の主として半導体
の性質を呈する無機化合物、ポリアセチレン、ポリフェ
ニレン等の半導体の性質を呈する有機化合物等、１０″
ｒ〜１０ツΩ■程度の比抵抗を有する物質を該紡糸口金
に形成したものが有利に使用される。

その他、ガラス球ビーズ表面を銀でコーティングして加
圧接触せしめ導電性とした構造、アルミナ、ジルコニア
等のセラミックファイバーにアルミニウム等の金属を蒸
着せしめ、加圧成形した導電性口金構造、多孔質セラミ
ック板を黒鉛粒子分散体に浸漬し沈着せしめた導電性の
メツシュ状紡糸口金構造等が挙げられ、その他可能な構
造体を種々改良し、実施することが出来る。

かくの如くして得られた導電性のメツシュ状紡糸口金は
通電熱法の場合０６１〜数百Ｖ／■の電界、０．１〜数
百Ａの電流を印加され、０．１〜数千Ｗ／−のワット密
度で使用されるが、これらの値は使用目的に応じて変化
し得るものである。

通電加熱法の導電性のメツシュ状紡糸口金は押出し機に
取付けられるが、導電性のメツシュ状紡糸口金に所望の
電流が流れるように取付けるべきである。導電性のメツ
シュ状紡糸口金と押出し機を絶縁してもよいし、押出し
機と導電性のメツシュ状紡糸口金を導通せしめて押出し
機に流れる電流と導電性のメツシュ状紡糸口金に流れる
電流を好適に配分して目的の性能を得ることも可能であ
る。

導電性のメツシュ状紡糸口金と押出し機を絶縁する場合
の絶縁材は、一般のセラミック板とシリカ、アルミナ、
ジルコニア等の無機接着剤の組合せ等が使用出来る。

一方、上記の如き導電性のメツシュ状紡糸口金を誘導加
熱法で加熱する場合、一般に該口金へほぼ平行にコイル
が配置され、該口金に対しほぼ垂直な磁界が印加され、
該口金表面上にうず電流が生成され、ジュール熱が生成
する。加熱周波数を高周波に選べば、表皮効果のためう
ず電流の浸透が浅くなり、表面のみの局部加熱が行なえ
る。成形する芳香族ポリアミド重合体の熱特性と装置の
材料と形状に従い、コイルの配置、ｒａ界の強さ。

周波数を適当に組み合せてｆ＆適状態を得ることが出来
る。

誘電加熱法に使用可能な紡糸口金の材料は一般に誘電体
損失を生じる物質であり、印加する電界の周波数、成形
する該重合体の性質にもよるが、極性基を有するセラミ
ックスなどがある。

このような誘電性のメツシュ状紡糸口金を誘電加熱法で
加熱する時には通常、該口金表面と平行または垂直に電
極が配置され、該口金表面に対し平行または垂直な交番
電界が印加され、誘電体損失を生じて発熱する。

該メツシュ状紡糸口金の細隙の幅は、その材質と重合体
間の伝熱効率にも依存するが、好ましく５０μ〜３闘、
好ましくは１００μ〜ｌｌ１ｌＩＩの範囲である。あま
りに狭い細隙では高粘度の重合体は通過し難く、広すぎ
る細隙は重合体の加熱不足と加熱むらを生じ好ましくな
い。

該重合体は前述した成形物形成能を失わない時間内に該
メツシュ状紡糸口金の該細隙群を通過する必要がある。

該細隙群を通過する時間が長ずざると、成形物成形能が
失われ、短すぎると該重合体を適正な温度まで加熱出来
ないので最適な通過時間範囲が存在する。この範囲は該
重合体の種類と該メツシュ状紡糸口金の温度厚さ＋！隙
の大きさ及び吐出量等に依存する。

前述した如き方法で得られた極太の繊維状物はその長さ
方向に沿って不規則な周期的に断面積の大きさの変化を
有しており、後述する定義による繊維内断面積変動係数
［ＣＶ　（Ｆ）］が０．０５〜１．０範囲であることを
特徴としている。従来の一般的なオリフィス紡糸によっ
て得られる繊維はＣＶ（Ｆ）が０．０５未満である。こ
のＣｖ（Ｆ）とは、該繊維をその長さ方向に例えば１ｍ
＋間隔で切断した場合に、その各断面積の大きさが無作
為に変動しており、その断面積の大きさの変動に不規則
な周期があり、且つその変動の巾が統計的に一定の範囲
にあることを意味する。

ここに言う繊維内断面積変動係数（ｃＶ　（Ｆ）］とは
、繊維の長さ方向（軸方向）の繊度の変動を示すもので
あって、繊維集合体中の任意の１本のｍ維について、任
意の１箇所の３■を選び出し、それを１ｆｉ間隔毎の断
面積の大きさを顕微鏡観察により測定し、その３０個の
断面積の平均値（Ａ）と、３０個の断面積の標準編差（
σＡ）とを求めて、下記式から算出することができる。

ＣＶ　　（Ｆ）＝σＡ／Ａ 前述した方法で得られた無ＲＩＳｌｌＩ片及び芳香族ポ
リアミドよりなる混合物で形成される極太繊維集合体を
構成する各繊維はＣＶ　（Ｆ）が０，０５〜１，０の範
囲のものであり、特に０．０８〜０，７、就中０．１〜
０，５のＨｒｌＥのものが好適である。

さらに、この無８１ｍ片及び芳香族ポリアミドよりなる
混合物で形成される極太繊維集合体に関しては、該集合
体を構成する多数の１ａ維からなる集束体の任意の位置
で繊維軸に直角方向に該集束体を切断した場合の各繊維
の断面積の変動が、集束体内繊維断面変動係数［ＣＶ　
（Ａ）］で表わして０．１〜１．５の！！囲であり、特
にＣＶ（Ａ）が０．２〜１の範囲にあるというもう１つ
の大きな特徴がある。

このｅＶ　（Ａ）は、・上記集合体から無作為に１００
本の嘩維を抽出し、それをたばねて集束体となし、その
任意の位置で繊維軸に直角方向に該集束体を切断した場
合の断面を顕微ｇｆ：Ａ観察によりその各断面の大きさ
を測定し、その平均［（Ｂ）と、その１００個の断面積
の標準編笠（σＢ）を求めて、下記式 ％式％ から算出することができる。

本発明の無機細片及び芳香族ポリアミドよりなる混合物
より実買的になる極太繊維の断面積は平均して０．０１
〜５＋ｖ＋ｏ”の範囲、好ましくは０．０５〜１關２の
範囲である。この断面積が０．０１１ＩＩ１１より小さ
い場合は曲げ弾性が充分でなく清浄用ブラシ等の極太繊
維としての用途には適さない、一方断面槓が５ＩＩＩＩ
２を越えると繊維としての種々の利点、例えば適度な力
での曲げ弾性が少なくなりブラシとして不適当である。

本発明のｍ維は、未延伸の状態であっても極めて高い耐
熱性と高い曲げ弾性を有する。しかしさらに延伸や熱処
理を従来繊維の処理に行なわれる方法と同様にして行う
ことが出来、そうすることによって耐熱性と曲げ弾性を
一層向上せしめることもできる。

本発明の該繊維を製造する上記方法によると容易に非円
形断面の繊維を得ることが出来る。非円形断面繊維の角
の引っかき効果によりブラッシング効率が向上したブラ
シを作ることが出来る。

この繊維断面の形状の非円形の程度は、外接２千行線の
最大間隔＜Ｄ）と、その外接２千行線の最小間隔（ｄ）
との比（Ｄ／ｄ）として表わされる異形係数で示すこと
ができる０本発明のブラシの極太芳香族ポリアミド繊維
はその異形係数（Ｄ／ｄ）が通常少くとも１．１であり
、殆どが少くとも１．２である。

さらに、本発明に使用される無Ｒ細片及び芳香族ポリア
ミドよりなる混合物より形成される繊維は、上記の異形
係数（Ｄ／ｄ）が該ｍ維の長さ方向に沿って変化してい
るという特徴がある。すなわち該繊維は、その長さに沿
う任意の３０ａｍの範囲における最大異形係数［（Ｄ／
　ｄ　）　ｒＲａｘ　）と最小異形係数［（Ｄ／ｄ）ｎ
ｍｌとの差で表わされる異形係数最大差［（Ｄ／ｄ）ｍ
ａｘ　−（Ｄ／ｄ）ｎｍｌが通常少くとも０，０５、好
ましくは少くとも０．１である。上記異形係数及び異形
係数最大差の測定及び算出方法は特開昭５６−１４０１
１０号公報に詳細に説明されている。

かくの如き本発明の繊維から高性能のブラシを作ること
が出来る。

本発明のブラシの繊維の長さく名文）は、１０Ｗ１〜１
００　ｍが適しており、より好ましくは２０ｍ〜６０酎
である。概して繊維断面積が大きい時は名文は長い方が
好ましく、また小さい時短い方が好ましい６毛丈は短い
程耐屈曲１反碗１弾性が強くなり、ブラッシング効率は
向上するが、あまり短く過ぎると、ブラシの圧加をかけ
過ぎた時、被清浄体をブラシの基板がこする場合があり
好ましくない。

一方、名文が長ずざると清浄効果が悪くなり耐用手数も
みじかくなる。しかし名文が長いとブラシの再生（ブラ
シの刈揃え）を行うことが出来、ブラシの交換頻度は少
く出来る。

本発明のブラシの繊維は耐屈曲性１反碗性に優れ名文を
かなり長くしてもブラッシング効率がよいという特徴が
ある。

本発明のブラシは清浄用に使用する場合がほとんどで、
出来るだけ繊維間隔が密集したものが好ましい、繊維束
が実際に植毛されている領域の面積をＳＯｌその部分に
植毛されている繊維の断面積の総和を８１とすると、３
１／Ｓｏで表われる比（充填率という）が ０、１５＜Ｓ　ｓ　／　Ｓ　ｏ　＜　１．０の範囲、特
に好ましくは、 ０．３　＜　Ｓ　ｓ　／　Ｓ　ｏ　＜０．９５の範囲を
満足するのが有利である。

この充填率を１．０に近くする為には、繊維は円形であ
るよりむしろ、正方形、正三角形、正六角形等の繊維が
好ましい、前述した製造法によると、上記多面体が得ら
れ易いので好ましい。

繊維を基板に植え込む方法には種々の方法があり、能率
的にブラシを作るには、種々の工夫がなされている。基
板に穴をあけ繊維束を埋め、根元を接着する方法、繊維
束の根元をチャンネルで囲み、チャンネルの両側を内側
に折り曲げて固定する方法等がある。

植毛分布も繊維を平均的に植毛する場合、束状に植毛す
る場合、スジ状（平行状あるいは交差状）に植毛する場
合等様々である。前述の充填率の計算におけるＳＯは、
束状やスジ状に植毛した場合は、その束やスジの根元の
領域の面積を意味するものであり、束間あるいは、スジ
間の空隙の面積は含まない、かくの如く作成したブラシ
はそのままで使うか、ローラ等にとりつけるかして使用
される。

清浄用途に於ては、チャンネル式、デスク式。

半割デスク式、スプリング式、Ｕ型折曲式、リング式等
のロールにとりつけて使用するもの、スタンダードブラ
シ、捻りブラシ、＠型ブラシ、カサ型ブラシ、カップブ
ラシ、ホイルブラシ等の単独で使用するもの等のブラシ
形態をとらすことが出来る。

かくの如くして得られる本発明のブラシは、優れた耐熱
性を有すると共に、卓越したブラッシング効率を有する
ので、高温金属のスチール除去（延伸プレートや延伸ロ
ーラの清掃、鉄薄板の清浄）等従来の素材を使用したブ
ラシでは満足出来なかった領域に好適に使用される。ま
た本発明のブラシは、ブラッシング効率が低下し難い（
耐久性が良い）ので、ブラシの汎用的用途に於ても長期
間使用出来て経済的である。

以上実施例により本発明の１部を詳述する。

なお、実施例中の固有粘度は（１，Ｖ、）は下記式によ
るものである。

Ｉ　、　Ｖ、　＝１　ｎ　ｙｙｒｅｌ　１０．５（但し
、ｙ７　ｔｅｌとは重合体の０．５　ｇ　／　１００　
ｍｌ溶液の毛細管型粘度計に置ける２５℃の粘度を、同
じ粘度計を用いて求めた溶媒の粘度で割った値であるる
、） 実施例中「部」とあるのは、「重量部」を意味する０％
も重量％を意味する。

また、実施例中の平均粒子径は、光学顕微鏡または電子
票微鏡の写真から求められる粒子の２次元投射線の面積
の平均値（ｎ＝３０）と等量の面積を有する円の直径を
意味する。

実施例１ メタフェニレンジアミンとイソフタル酸クロリドをテト
ラヒドロフラン／水の易面で重合して得たポリメタフェ
ニレンイソフタルアミド（Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭ
Ｐ）中で測定した１、Ｖ。

が１，０である）の平均粒子径が０．５μｍの粒子が２
次凝集して形成した粒子の平均粒子径が３５μｍの乾燥
した重合体と平均粒子径が５０μｍのアルミナ粒子を１
対１にボールミルで混合して得た粉末混合物を、圭角に
設置した３４０℃に維持したプランジャ一式押出機（押
出面が１ａ＋＋Ｘ１０ｃ＊の長方形でプランジャーのス
トローク長が２０ｃｍ）で押して、この押出機の下方に
とりつけである２０メツシユの平織金ＩＲ（線径０．４
２ＩＩ１１φ、目の大きさ０．８Ｓｘ０．９２關、ステ
ンレススチール製）に供給し、該金網に約５．０　Ｗ／
−の電流を流し、該重合体粉末を溶融し吐出せしめ、吐
出側に約０．２ｍ／秒の速度の冷却風を該金網の吐出側
表面にむけて吹きつけて、繊維状細流をなし、０．５ｍ
／分で引き取って、１辺が約３５０μｍ（断面積０．１
２３　ｆｆ１ｍ２）の断面がほぼ正方形の繊維からなる
アルミナとポリメタフェニンイソフタルアミドの混合し
た１ａ維集合体を得た。

この繊維集合体（未延伸、未処理系）の単糸の平均強度
、伸度、初期ヤング率は、それぞれ１，２ｇ／ｄｅ、２
０％、　１０５０ｋｇ／　ｒｍ’であった。またＣｖ（
Ｆ）は、０．１？、　ＣＶ　（Ａ）は０．１８．　Ｄ／
ｄの平均値は１．４であった。

またこの繊維集合体から単糸を選び出し、５部ｍの長さ
を片持ちで水平に持ち、先端に５３．５．の荷重をつる
した時の先端の変位置は、３つのサンプルの平均で０．
３３であり、荷重を除くと完全に元の位置に戻った。こ
の荷重−変位置の関係から曲げ剛性ＥＩを求めると、７
２８０　ｄｉｎｅ　ｃｌとなり、ブラシ用の繊維素材と
して充分な腰の強さと回復力を有しているといえる。

次に得られた繊維集合体を長さ１２ｃｍに切り、４８０
本／ａｌ＋の線密度に並べ、中心部で折り曲げ、その部
分を根元とし、幅１１のチャンネルで挟んだ、（従って
、充填密度（Ｓｌ／Ｓｏ）は０．５９である。）チャン
ネルと毛先の距離が５．０　ａｌｌになるように毛先を
刈りｔ＋Ｗえた。

ついでこのブラシ（ｃ１１０■）を固定し、半径１０口
の５００回転／分で回転しているスケールの付着した２
１０°Ｃの鉄のディスクをチャンネルとの距離が４．９
　ａｎになるようにブラシに接触させた。スケールは容
易に取り除かれた９次に同様の鉄のディスクにとり替え
て同様にブラッシングしてらブラシの性能は低下してい
なかった。

実施例２ メタキシリレンジアミンとイソフタル酸クロリドをテト
ラしドロフラン／水の界面で重合して得たポリメタキシ
レンイソフタルアミド（ＮＭＰ中で測定したｒ、ｖ、が
０．７である）の平均１μｍ径の粒子が２次凝集して平
均粒子径が２００μｍとなった粒子の乾燥した重合体粉
末と平均１μｍ径のカーボランダム粒子の１対１混合物
を、実施例１と同様の２５０℃のプランジャ一式押出機
で押して、６０メヅシユの平織金網（ステンレススチー
ル製、線径０．２１ｍ）に供給し、該金網に約５Ｗ／−
の電流を流し、該重合体粉末を溶融し、該金網の目のＩ
ｆｆから吐出し、同時に約０．５ｍ／秒の速度の冷却風
を該金網の吐出側表面にむけて吹きつけて、繊維状細流
となし２．０ｍ／分で引き取って１辺が約１１０μｍの
ほぼ正方形の断面（従って断面積は０．０１２　ｎｍ２
）を有するボリメタキリレンイソフタルアミド繊維集合
体を得た。

この繊維集合体をさらに定表で２８０℃、１時間熱処理
した。単糸の平均強度、伸度、初期ヤング率はそれぞれ
１．３　ｒ／ｄｅ、　２５％、　１２００ｋｇ／１１ｍ
２であツタ、また、ＣＶ　（Ｆ）は０．１５．　ＣＶ　
（Ａ）は０．１６．　Ｄ／ｄの平均値は１．４であった
。

実施例１と同様にして求めた曲げ剛性は、１５０ｄｙｎ
ｅ−ａａであった。

次に得られた繊維集合体を長さ６ＣＩＩ＋に切り、充填
密度（Ｓｚ／Ｓｏが０．６５になるように根元から１■
の箇所をくくり、太い捻りワイヤに取りつけてブラシを
得た。

このブラシは、２００°Ｃに加熱された鉄板上に長時間
放置しても変質せず、高温の鉄板表面を仕上げる目的に
好適なものであった。

実施例３ メタフェニレンジアミン４２．５部、イソフタル酸クロ
ライド４２．５部、メタアミノ安息香酸クロリドの塩酸
塩１５部をテトラヒドロフラン／水の界面で重合して得
た（ＮＭＰ中で測定した１、Ｖ、が０．９である）平均
０．６μｍ径の粒子が：ａ集して平均粒子径が１００μ
ｍとなった乾燥した（メタフェニレンジアミン、イソフ
タル酸クロライド及びメタアミノ安息香酸クロリド）共
重合体粉末と平均粒子径が４０μｍの鉄粉の１：２．５
混合物を振動ミルで混合したものを、実施例１と同様の
押し出し装置に３０メツシユの平綴金網が裏打ちされた
厚み３ｍｍ、１つの孔の吐出面からみた股小面積が６．
０ｍ’であるメツジュロ金をとりつけである装置により
、切断面の面積の平均が４．５ａｎａ”である超極太繊
維に変換した。なお押し出し前に粉末は２８０℃、５分
間、　２５０　ｈｇ／ａｄの条件下で該押し出し装置内
で予備固化しておいた。また該メツジュロ金には、１３
Ｗ／、ｆｆｌの電流を、該３０メツシユの平織金網には
６Ｗ／ｄの電流を印加した。

得られた繊維集合体を長さ１０ａｎに切り、充填密度（
Ｓ１／Ｓｏ）が０．３になるようにエポキシ樹脂の未硬
化の板に平均的に埋めて、エポキシ樹脂を硬化してブラ
シを得た。

このブラシは、２００℃常用使用可能であり、高温タン
ク内壁の清掃などに使用出来る。

参考例１ 断面積が０．１３ａｏ２の平均粒子径５０μｍのアルミ
ナを４５％含むナイロン−６，６からなる延＃熱処理し
な剛毛から実施例１と同様の形態のブラシを得た。そし
て実施例１と同様に鉄のディスクをブラッシングした。

鉄のディスクの温度が１２０℃の場合、ブラシの繊維が
徐々に黄変してゆき繊維がもろくなった。又、鉄のディ
スクの温度が２００℃の場合は、毛先の収縮が著しく使
用出来なかった。

実施例４ 実施例１と同様の重合体粉末と平均粒子径が８５μｍの
炭酸カルシウムを４対６の割合でボールミルで混合し、
実施例１と同様の方法でその混合物を繊維化し、平均断
面積が０．２５１Ｍ＋２の繊維状物を得た。

実施例５ 実施例１と同様の重合体粉末にチタン酸カリウム短繊維
（大尽化学（製））を４０％混入し、実施例１と同様の
方法で平均断面積が０．２５ｍ＋２の繊維状物を得た。

実施例６ 実施例１と同様の重合体粉末に平均粒子径が４０μｍの
ガラスピーズを３５％混入し、実施例１と同様の方法で
平均断面積が０．２０ｅｕｎ”の繊維状物を得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）無機細片及び芳香族ポリアミドよりなる混合
   物より実質的に形成され、 （ｂ）該混合物は、繊維軸に沿って直角方向に切断した
   切断面の面積の平均が０．０１〜５ｍｍ＾２の範囲であ
   る繊維状物をなしており、 （ｃ）該繊維状物の多数の集束体を植毛したこと、によ
   って特徴づけられたブラシ。