JP4189535B2 - 研磨ブラシ用毛材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてステンレス鋼板などの特殊用鋼の表面を研磨するために用いる研磨ブラシ用毛材の改良に関し、さらに詳しくは、ステンレス鋼板などの特殊用鋼の乾式研磨加工における研磨性に優れると共に、その際被研磨物の表面に研磨ブラシ用毛材の溶着物が付着しない特性（耐溶着性）にも優れた研磨ブラシ用毛材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、金属鋼板の表面研磨加工において用いる研磨ブラシ用毛材としては、研磨砥材粒子を含有する合成樹脂からなるモノフィラメントが知られており、例えばこの研磨砥材粒子含有モノフィラメントを毛材として植毛したロールブラシ、カップブラシ、筒状ブラシなどを被処理物に押圧し、回転を付与することによって、被処理金属の表面研磨加工が行われている。
【０００３】
したがって、研磨砥材粒子含有モノフィラメントからなる研磨ブラシ用毛材には、優れた研磨力が要求されており、かかる要求特性を満たすために、研磨ブラシ用モノフィラメントの素材として、ナイロン６、ナイロン６６，ナイロン６／６６共重合体、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１２などのポリアミド系樹脂およびポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂などの合成樹脂から最適な素材を選択する試みが、従来から種々検討されている。
【０００４】
ところで、上記研磨砥材粒子含有モノフィラメントからなる研磨ブラシ用毛材は、鉄板やアルミ板などの金属鋼板に水などの冷却液を散布しつつ研磨する湿式研磨加工法に主として用いられており、冷却液の散布を行なわない乾式研磨加工法に適用する場合には、鉄板やアルミ板などには問題なく使用できるものの、ステンレス鋼板などの特殊用鋼では、研磨による発熱が大きいため、被研磨物の表面に研磨ブラシ用毛材の溶着物が付着してしまい、研磨面が著しく汚染されてしまうという問題があった。
【０００５】
したがって、ステンレス鋼板などの特殊用鋼の乾式研磨加工において、毛材の飛散による危険がなく、研磨性に優れると共に、その際被研磨物の表面に研磨ブラシ用毛材の溶着物が付着しない特性（以下、耐溶着性という）にも優れた研磨砥材粒子含有合成樹脂モノフィラメントからなる研磨ブラシ用毛材の実現がしきりに望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、ステンレス鋼板などの特殊用鋼の乾式研磨加工において、研磨性に優れると共に、耐溶着性にも優れた研磨ブラシ用毛材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討した結果、ポリアミド系樹脂に研磨砥材粒子を含有せしめるに際し、研磨砥材粒子と共にフッ素系樹脂を特定量含有せしめた組成物を溶融紡糸したモノフィラメントが、ステンレス鋼板の乾式研磨加工における研磨性と耐溶着性の両立に有効であることを見い出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、本発明の研磨ブラシ用毛材は、ポリアミド系樹脂に対して、研磨砥材粒子５〜４０重量％およびフッ素系樹脂３〜２５重量％を含有せしめた樹脂組成物を溶融紡糸したモノフィラメントからなることを特徴とする。
【００１０】
なお、本発明の研磨ブラシ用毛材においては、
前記ポリアミド系樹脂がナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１２およびナイロン６／６６共重合体から選ばれた少なくとも１種であること、
前記研磨砥材粒子の番手が＃３６〜＃３０００の範囲にあること、および
前記モノフィラメントの糸径が０．２〜３．５ｍｍであること
が、いずれも好ましい条件であり、これらの条件を適用することにより、より優れた効果を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の研磨ブラシ用毛材について詳述する。
【００１２】
本発明で使用するポリアミド系樹脂については特に制限はないが、なかでもナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１２およびナイロン６／６６共重合体が、靱性および研磨耐久性を兼ね備えていることから好ましく使用される。これらポリアミド系樹脂は、９８％硫酸２５ｃｃ中にポリマー０．２５ｇを溶解した溶液についてオストワルド粘度管を使用し２５℃で測定した相対粘度が３．０以上であることが好ましく、３．０未満の場合には、溶融紡糸の安定性低下や耐屈曲疲労による折損耐久性の低下という好ましくない傾向が生じることがある。
【００１３】
本発明で使用するフッ素系樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体およびテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・フッ化ビニリデン共重合体などが挙げられる。これらフッ素系樹脂の粘度については特に限定されないが、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８法（温度３００℃、荷重２１６０ｇ）で測定したメルトインデックス値が１〜１６ｇ／１０分であることが、ポリアミド系樹脂に均一に分散せしめることができる点で好ましい。
【００１４】
これらフッ素系樹脂のポリアミド系樹脂に対する配合量は、３〜２５重量％、特に５〜２０重量％の範囲にあることが好ましく、上記の範囲未満では、研磨加工における耐溶着性の改善効果が低く、上記の範囲を越えると、溶融紡糸が不安定となって、糸切れなどの支障をきたしたり、モノフィラメントの強度が低下して、折損耐久性が悪化したりする傾向を生じるため好ましくない。
【００１５】
本発明に使用する研磨砥材粒子としては、酸化アルミナ、炭化ケイ素および人工ダイヤモンドなどが挙げられるが、それらの番手は、研磨材粒度ＪＩＳＲ６００１（１９７３）に規定される＃３６〜＃３０００、特に＃６０〜＃１０００にあることが好ましい。
【００１６】
研磨砥材粒子の配合量は、ポリアミド系樹脂に対し、５〜４０重量％、特に１０〜３０重量％の範囲にあることが好ましい。研磨砥材粒子の添加量が上記の範囲未満では、研磨力が不十分となり、また上記の範囲を超えると、溶融紡糸したモノフィラメントの強度が低下し、折損耐久性が悪化する傾向を生じるるため好ましくない。
【００１７】
本発明の研磨ブラシ用毛材は、前記ポリアミド系樹脂に必要量のフッ素系樹脂を必要量混合し、さらに必要量の研磨砥材粒子を加え、混合せしめてから、溶融紡糸機に供し、紡出せしめた後冷却し、さらに必要に応じ延伸することによって得られる。
【００１８】
このようにして得られるモノフィラメントの断面形状は、円形以外にも、楕円形、三角形、矩形およびその他の異形にすることができる。
【００１９】
モノフィラメントの糸径（平均直径）は、０．２〜３．５ｍｍ、特に０．４〜３．０ｍｍの範囲が好適である。ここで、モノフィラメントの直径が上記の範囲未満では、毛腰が弱すぎて研磨効果が小さくなる傾向を生じ、また上記の範囲を超えると、毛腰が強すぎて硬く曲げにくくなり、例えはディスク板などに対する植毛が困難になるという好ましくない傾向を生じる。
【００２０】
かくしてなる本発明の研磨ブラシ用毛材は、ＪＩＳーＧ４３０５（１９８４）に規定されるステンレス鋼板の乾式研磨加工において、優れた研磨性能を有し、特に耐溶着性が従来のものよりもはるかに優れるという好ましい性能を発揮する。
したがって、本発明の研磨用ブラシ用毛材は、上記モノフィラメントを所定の長さに切り揃え、カップブラシ、筒状ブラシ、チャンネルブラシおよびディスクロールブラシなどに植毛し、主に乾式研磨の回転ブラシとして、特に耐溶着性の要求される研磨加工に有効に利用することができる。
【００２１】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて、本発明の構成および効果をさらに説明する。
【００２２】
なお、以下の実施例における研磨量および耐溶着性の評価は下記に記載の方法で行った。
［研磨量］
上記モノフィラメントを、内径４５ｍｍ、外径７０ｍｍ、毛丈３０ｍｍに植毛したカップ状のブラシを、ハンドグラインダーに取り付け、自重の圧力で、１２０００ｒｐｍで回転させながら、真鍮金属板に接触させて、３０分間研磨作業を行い、削り取られた真鍮金属の重量を測定した。
［耐溶着性］
上記カップ状ブラシをハンドグラインダーに取り付け、これをＪＩＳーＧ４３０５（１９８４）に規定されるステンレス鋼板：ＳＵＳ３１６（厚さ２ｍｍ）に、自重の圧力で接触させて、１２０００ｒｐｍで回転させながら表面の研磨加工を行ない、前記ステンレス鋼板の表面に対する研磨ブラシ毛材の溶着物の付着状況（汚れ）を目視観察して、次の四規準に評価分類した。
【００２３】
◎：溶着物の付着がない、
○：溶着物の付着は僅かにあるが、殆ど目立たない、
△：溶着物の付着が少しある、
×：溶着物の付着が多い。
［実施例１］
相対粘度が３．８のナイロン６１０樹脂［東レ（株）製Ｍ２０２１の固相重合品：Ｍ２０４１］に対し、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体樹脂［旭硝子（株）製アフロンＣＯＰ Ｃ−８８ＡＸＰ］を１０重量％加え、ブレンドした組成物に対し、シランカップリング剤［東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製ＳＨ６０２０］を０．２重量％被覆処理した粒度番手＃８０の炭化ケイ素砥材粒子（昭和電工社製）を３０重量％添加した組成物を、二軸押出紡式機に供し、孔径３．０ｍｍの紡糸ノズルから２８０℃で溶融紡糸した後、１９０℃で３．３倍に延伸することにより、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造した。そして、得られたモノフィラメントを、温度２０℃、相対湿度６５％ＲＨ下で２日以上調温した後、上記のカップ状のブラシに加工し、このブラシの研磨性および耐溶着性の評価を行った。それらの結果を表１に示す。
［実施例２］
上記ナイロン６１０樹脂対し、上記テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体樹脂を２０重量％加え、ブレンドした組成物を用いた以外は、実施例１と同様の条件で、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造し、実施例１と同様にブラシ加工し、研磨性および耐溶着性の評価を行った結果を表１に併記する。
［実施例３］
上記ナイロン６１０樹脂に対して、上記テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体樹脂を５重量％を加え、ブレンドした組成物を用いた以外は、実施例１と同様の条件で、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造し、実施例１と同様にブラシ加工し、研磨性および耐溶着性の評価を行った結果を表１に併記する。
［実施例４］
ナイロン６１０樹脂の代りに、相対粘度が３．６のナイロン６１２樹脂（Ｄｅｇｕｓｓａ社製：Ｄ２２）を使用した以外は、実施例１と同様の条件で、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造し、実施例１と同様にブラシ加工し、研磨性および耐溶着性の評価を行った結果を表１に併記する。
［比較例１］
上記ナイロン６１０樹脂に対し、上記テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体樹脂を１．５重量％加え、ブレンドした組成物を用いた以外は、実施例１と同様の条件で、直径１．２ｍｍのモノフィラメントを製造し、同様にブラシ加工し、研磨性および耐溶着性の評価を行った結果を表１に併記する。
［比較例２］
実施例１において、上記テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体樹脂の配合を省略した以外は、同様の条件で、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造し、実施例１と同様にブラシ加工し、研磨性および耐溶着性の評価を行った結果を表１に併記する。
［比較例３］
実施例４において、上記テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体樹脂の配合を省略した以外は、同様の条件で、直径が１．２ｍｍのモノフィラメントを製造し、実施例１と同様にブラシ加工し、研磨性および耐溶着性の評価を行った結果を表１に併記する。
【００２４】
【表１】

【００２５】
表１の結果から明らかなように、本発明の研磨ブラシ用毛材（実施例１〜４）は、従来の研磨ブラシ用毛材（比較例１〜３）よりも明らかに優れた耐溶着性能を有している。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の研磨ブラシ用毛材は、ステンレス鋼板などの特殊用鋼の乾式研磨加工において、研磨性に優れると共に、耐溶着性にも優れるという従来にない特性を発揮するものである。

Claims (4)

1. ポリアミド系樹脂に対し、研磨砥材粒子５〜４０重量％およびフッ素系樹脂３〜２５重量％を含有せしめた樹脂組成物を溶融紡糸したモノフィラメントからなることを特徴とする研磨ブラシ用毛材。
2. 前記ポリアミド系樹脂が、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１２およびナイロン６／６６共重合体から選ばれたいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の研磨ブラシ用毛材。
3. 前記研磨砥材粒子の番手が＃３６〜＃３０００であることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨ブラシ用毛材。
4. 前記モノフィラメントの糸径が０．２〜３．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨ブラシ用毛材。