JPH0158962B2

JPH0158962B2 -

Info

Publication number: JPH0158962B2
Application number: JP62225146A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Segawa; Susumu Norota; Tsutomu Kiryama; Shingo Emi; Tadashi Imoto
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1989-12-14
Also published as: JPS6399804A

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
無機細片の混合してなる繊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
ミツク等の清浄用ブラシとして昔からタンピコフ
アイバー（パキン）、パームフアイバー等の天然
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
浄作用でブラツ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、また摩耗し易
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、ポリブチレンテレコタレー
ト、ポリプロピレン等の繊維が使用されるように
なつたが、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（ブラツシング効
率）、吸水性（保液性）が不充分である。

これら繊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
り、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、ブラシと被清浄物
体の摩擦熱を液の冷却作用で低く抑えることが出
来る。

一方ブラツ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ンランダム等
の砥粒を混入して、見掛上の耐熱性、硬さ、ブラ
シ毛先表面の蘇生性を付与している。

上記合成繊維は融点が265℃以下の熱可塑性ポ
リマーからなるので、長時間ブラツシングする
と、摩擦熱によりブラシの毛先が軟化し平滑にな
り、ブラツ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ツシング効率が改善
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、ブラツシング効
果を改良した合成繊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（これは鉄の薄板製造工
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つた。

耐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。従つて、被清
浄物体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。

特にポリメタフエニレンイソフタルアミドは例
えばNomex ［デユポン社（製）］、Conex
［帝人(株)製］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、融点が400〜410℃、分解開始点が
約400℃という難撚性、耐熱性を有しており防火
服、バツグフイルター、絶縁材として有用であ
る。またポリパラフエニレンテレフタルアミド
は、Kevlar ［デユポン社（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
タフエニレンイソフタルアミド繊維並の難撚性、
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
リフイ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
繊維しか得られず、極太繊維を得ることはむずか
しく、ましてや無機細片を多量に混合した極太繊
維を得ることは到底困難であつた。

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、ブラツ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た。
すなわち本発明は、「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、繊維軸に沿つて直角方向に切
断した切断面の面積の平均が0.01〜５mm²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、によつ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 α＝Va−Vf／Va×100 〔式中、αは紡糸口金における多数の細〓の占め
る空〓率［％］であり、Vaは紡糸口金のメツシ
ユ状部の単位面積下で占める見掛け上の全体積で
あり、Vfは紡糸口金のメツシユ状部の単位面積
下における細〓を取り囲むメツシユ状部材の占め
る全体積である。〕で表わされる空〓率が約10％以上である近接した
多数の細〓を有するメツシユ状紡糸口金を使用
し、該紡糸口金の吐出面と反対側の面に無機細片
及び芳香族ポリアミド重合体の粉末の混合物を供
給し、該メツシユ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〓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〓を通じて押出される溶融液を引
取つて、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製造
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つて特徴づ
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（）、
（）、（）〔但し式中、（）及び（）はこれらが存在す
る場合にはこれらは実質的に当モル量で存在し、
基R¹、R²及びR³は同一もしくは異なる２価の基
を示し、R¹、R²及びR³の合計の少なくとも50重
量％は芳香族である。〕からなる群より選択された少なくとも一種の反複
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（）、（）及び（）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、アント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パラフ
エニレン基、メタフエニレン基、１，５−ナフチ
レン基、２，６−ナフチレン基、３，3′−４，
4′−または３，4′−ジフエニレン基、３，3′−４，
4′−、３，4′−ジフエニルエーテル基、パラキシ
リレン基、メタキシリレン基またはパラ（メタ）
メチルフエ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、ポリパラフエニレンイソフタルアミド、
ポリメタフエニレンイソフタルアミド、ポリメタ
フエニレンテレフタルアミド、ポリ−１，５−ナ
フチレンイソフタルアミド、ポリ−３，4′−ジフ
エ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、ポリメタフエ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、（メタフエ
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。

本発明のの芳香族ポリアミド重合体において、
前記式（）、（）、（）中のR¹、R²及びR³の
部分に脂肪族鎖等の柔軟鎖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機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、難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。例えばポリ
メタフエニレンイソフタルアミドをジメチルアセ
トアミド／塩化カルシウム溶媒に溶解した溶液を
乾式紡糸する場合、繊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。従つて溶媒を
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エニレンイソフ
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
長い凝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
ことができなかつた。

これらの溶液成形法によると最大100デニール
（断面積0.003mm²）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
0.004mm²）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56−206068号明細書（昭和56年
12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 α＝Va−Vf／Va×100 〔式中、αは紡糸口金における多数の細〓の占め
る空〓率［％］であり、Vaは紡糸口金のメツシ
ユ状部の単位面積下で占める見掛け上の全体積で
あり、Vfは紡糸口金のメツシユ状部の単位面積
下における細〓を取り囲むメツシユ状部材の占め
る全体積である。〕で表わされる空〓率が約10で以上である近接した
多数の細〓を有するメツシユ状紡糸口金を使用
し、該紡糸口金の吐出面と反対側の面に無機細片
及び芳香族ポリアミド重合体の粉末の混合物を供
給し、該メツシユ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〓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〓を通じて押出される溶融液を引
取つて、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ユ状紡糸口金に供給
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つ
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、ジエツトミル、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。通常このような微粒子を２次凝集し
て数10〜数100μｍの直径を有する粉体を形成し
ている。本発明ではこのような凝集した粉体であ
つ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次凝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
フイン、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、ケイソウ土、チタン酸カリ、長石、雲母、ガ
ラス粉末、グラフアイト、カーボンブラツク、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、ニツケル粉末）、γ
−Fe₂O₃、炭化硅素、アルミナ、ゼオライト、焼
結用セラミツク素材等が挙げられる。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。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機細片が
好んで使用される。

本発明に用いられる無機細片の形状は球状、多
面体状、針状あるいは不規則状であつてもよい。
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
な粒子であつても、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ユ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
メツシユ程度である。

無機細片の形状が針状等の細長いもの（アスパ
クトレイシオが約５以上のもの）は、その最小断
面積が１mm²〜2.5×10^-7mm²、好ましくは2.5×10^-3
mm²〜2.5×10^-7mm²の範囲のものであればよく、そ
の最長細片長は５mm〜0.0005mm、好ましくは0.25
mm〜0.0005mmの範囲のものであればよい。

該無機細片は、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ず、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、カツプリン
グ剤等により無機細片の表面を処理することもで
きる。

前述した無機細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繊維の製造法（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。

殊にメツシユ状紡糸口金における細〓の大きさ
（面積）は、好ましくは0.023〜16mm²、より好まし
くは0.06〜２mm²の範囲である。また該細〓の幅
は、好ましくは0.15〜４mm、より好ましくは0.25
〜1.3mmの範囲が有利である。

該メツシユ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ユ（大きな細〓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
にある。あまり大きい値のメツシユ（小さな細〓
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ユ
状紡糸口金は、平繊金網の他にあや織金網であつ
てもよく、また多数の微小金属球が多数の細〓を
形成するように焼結された薄い焼結体であつても
よい。また、隣接する細〓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つてもよ
い。

本発明においてこれらのメツシユ状紡糸口金は
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つて仕切られた多数の細〓を
有し且つ該細〓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〓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たがいに
往来し得るような構造のメツシユ状紡糸口金が用
いられる。

本発明方法で用いられる前記メツシユ状紡糸口
金を定義する空〓率を表わす上記式において、 Vaは紡糸口金のメツシユ状部の単位面積下で
占める見掛け上の全体積であり、 Vfは紡糸口金のメツシユ状部の単位面積下に
おける、細〓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（１cm²）
でかこまれる部分の体積を、前記式（）の見掛
け上の全体積（Va）として定義する。

積層メツシユ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。

実際にあるメツシユ状紡糸口金について、Va
を求めるためには、１cm²の接触面を持つダイヤル
ゲージでメツシユ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、あるメツシユ状紡糸口金について、Vf
を求めるためには、メツシユ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
の増加した体積を測定すればよい。この増加した
体積をメツシユ状紡糸口金１cm²当りに換算した値
がVfとなる。前記メツシユ状紡糸口金の前記式
（）で表わされる空〓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ユ状紡糸
口金は約10mm以下、更に好ましくは約0.1〜約５
mm、特に好ましくは約0.2〜約２mm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、銀、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、ニツケル、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、
しんちゆう、りん青銅、ジユラルミン等の合金、
黒鉛、シリコーン、ゲルマニウム、セレン、酸化
スズ、酸化インジユウム、酸化鉄、酸化ニツケル
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、ポリフエニレン等の半導体の性
質を呈する有機化合物等、10^-7〜10⁹Ωcm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イン
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ツクフアイバーにアル
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、多孔質セラミツク板を黒鉛粒子分
散体に浸漬し沈着せしめた導電性のメツシユ状紡
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ユ状紡
糸口金は通電熱法の場合0.1〜数百Ｖ／cmの電界、
0.1〜数百Ａの電流を印加され、0.1〜数千Ｗ／cm²
のワツ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ユ状紡糸口金は押
出し機に取付けられるが、導電性のメツシユ状紡
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。導電性のメツシユ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
ユ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ユ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。

導電性のメツシユ状紡糸口金と押出し機を絶縁
する場合の絶縁材は、一般のセラミツク板とシリ
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ユ状紡糸口金
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、ジユール熱が生成する。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、磁界の強さ、
周波数を適当に組み合せて最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ツクスなどがある。

このような誘電性のメツシユ状紡糸口金を誘電
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。

該メツシユ状紡糸口金の細〓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〜３mm、好ましくは100μ〜１mmの範囲であ
る。あまりに狭い細〓では高粘度の重合体は通過
し難く、広すぎる細〓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
間内に該メツシユ状紡糸口金の該細〓群を通過す
る必要がある。該細〓群を通過する時間が長すぎ
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
と該メツシユ状紡糸口金の温度厚さ、細〓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
その長さ方向に沿つ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
リフイス紡糸によつて得られる繊維は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１mm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
すものであつて、繊維集合体中の任意の１本の繊
維について、任意の１箇所の３cmを選び出し、そ
れを１mm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（）
と、30個の断面積の標準偏差（σA）とを求めて、
下記式から算出することができる。

CV(F)＝σA／前述した方法で得られた無機細片及び芳香族ポ
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)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
の範囲のものが好適である。

さらに、この無機細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繊維からなる集
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の範囲であり、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CV(A)は、上記集合体から無作為に100本の
繊維を抽出し、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鏡観察によりその各断面
の大きさを測定し、その平均値（）と、その
100個の断面積の標準偏差（σB）を求めて、下記
式 CV(A)＝σB／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
る混合物より実質的になる極太繊維の断面積は平
均して0.01〜５mm²の範囲、好ましくは0.05〜１mm²
の範囲である。この断面積が0.01mm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。一方断面積が５
mm²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。

本発明の繊維は、未延伸の状態であつても極め
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
によつ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つかき効果によりブラツシン
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
平行線の最大間隔(D)と、その外接２平行線の最小
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。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機細片及び芳香
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）が該繊維の長さ方
向に沿つ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30mmの範囲
における最大異形係数［（Ｄ／ｄ）max］と最小
異形係数［（Ｄ／ｄ）mm］との差で表わされる異
形係数最大差［（Ｄ／ｄ）max−（Ｄ／ｄ）mm］
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56−140110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（毛丈）は、10mm
〜100mmが適しており、より好ましくは20mm〜60
mmである。概して繊維断面積が大きい時は毛丈は
長い方が好ましく、また小さい時短い方が好まし
い。毛丈は短い程耐屈曲、反撥、弾性が強くな
り、ブラツ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、毛丈が長すぎると清浄効果が悪くなり
耐用手数もみじかくなる。しかし毛丈が長いとブ
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。

本発明のブラシ繊維は耐屈曲性、反撥性に優れ
毛丈をかなり長くしてもブラツシング効率がよい
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。繊維束に実際に植毛されている領域の面
積をSo、その部分に植毛されている繊維の断面
積の総和をS₁とすると、S₁／Soで表われる比
（充填率という）が 0.15S₁／So＜1.0 の範囲、特に好ましくは、 0.3S₁／So＜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、繊維束の根元をチヤンネルで囲
み、チヤ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〓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、チヤンネル式、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、筒型ブラシ、カサ
型ブラシ、カツプブラシ、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、卓越したブラツシン
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
なかつた領域に好適に使用される。また本発明の
ブラシは、ブラツ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（I.V.）は下記式
によるものである。

I.V.＝lnηrel／0.5 （但し、ηrelとは重合体の0.5ｇ／100ml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つた値である。）実施例中「部」とあるのは、「重量部」を意味
する。％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
たは電子顕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メタフエ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
たポリメタフエニレンイソフタルアミド（Ｎ−メ
チルピロリドン（NMP）中で測定したI.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、垂角に設置した340℃に維持したプランジヤ
ー式押出機（押出面が１cm×10cmの長方形でプラ
ンジヤ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てある20メツシユの平織
金網（線径0.42mmφ、目の大きさ0.85×0.92mm、
ステンレススチール製）に供給し、該金網に約
5.0W／cm²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／分で引き取つて、１辺
が約350μｍ（断面積0.123mm²）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エニンイ
ソフタルアミドの混合した繊維集合体を得た。

この繊維集合体（未延伸、未処理糸）の単糸の
平均強度、伸度、初期ヤング率は、それぞれ1.2
ｇ／de、20％、1050Kg／mm²であつた。またCV(F)
は、0.17、CV(A)は0.18、Ｄ／ｄの平均値は1.4で
あつた。

またこの繊維集合体から単糸を選び出し、５cm
の長さを片持ちで水平に持ち、先端に53.5mg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0.3cmであり、荷重を除くと完全に元
の位置に戻つた。この荷重一変位置の関係から曲
げ剛性EIを求めると、7280dinecm²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／cm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１cmのチヤンネルで挾ん
だ。（従つて、充填密度（S₁／So）は0.59であ
る。）チヤンネルと毛先の距離が5.0cmになるよう
に毛先を刈り揃えた。

ついでこのブラシ（幅10cm）を固定し、半径10
cmの500回転／分で回転しているスケールの付着
した210℃の鉄のデイスクをチヤンネルとの距離
が4.9cm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。次に同様の鉄のデイ
スクにとり替えて同様にブラツシングしてもブラ
シの性能は低下していなかつた。

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
ドをテトラヒドロフラン／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I.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となつた
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℃のプランジヤー式押出機で押して、60
メツシユの平繊金網（ステンレススチール製、線
径0.21mm）に供給し、該金網に約5W／cm²の電流
を流し、該重合体粉末を溶融し、該金網の目の間
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／分で引き取つて１辺が約
110μｍのほぼ正方形の断面（従つて断面積は
0.012mm²）を有するポ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1.3ｇ／de、25％、1200Kg／mm²であ
つた。また、CV(F)は0.15、CV(A)は0.16、Ｄ／ｄ
の平均値は1.4であつた。

実施例１と同様にして求めた曲げ剛性は、
150dyne・cm²であつた。

次に得られた繊維集合体を長さ６cmに切り、充
填密度（S₁／Soが0.65になるように根元から１cm
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℃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つた。

実施例３メタフエニレンジアミン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I.V.が0.9であ
る）平均0.6μｍ径の粒子が凝集して平均粒子径が
100μｍとなつた乾燥した（メタフエニレジアミ
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40μ
ｍ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
シユの平織金網が裏打ちされた厚み３mm、１つの
孔の吐出面からみた最小面積が6.0mm²であるメツ
シユ口金をとりつけてある装置により、切断面の
面積の平均が4.5mm²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、250Kg／
cm²の条件下で該押し出し装置内で予備固化してお
いた。また該メツシユ口金には、13W／cm²の電流
を、該30メツシユの平織金網には6W／cm²の電流
を印加した。

得られた繊維集合体を長さ10cm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0.13mm²の平均粒子径50μｍのアルミナ
を45％含むナイロン−６，６からなる延伸熱処理
した剛毛から実施例１と同様の形態のブラシを得
た。そして実施例１と同様に鉄のデイスクをブラ
ツシングした。鉄のデイスクの温度が120℃の場
合、ブラシの繊維が徐々に黄変してゆき繊維がも
ろくなつた。又、鉄のデイスクの温度が200℃の
場合は、毛先の収縮が著しく使用出来なかつた。

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0.25mm²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（大塚化学（製））を40％混入し、実施
例１と同様の方法で平均断面積が0.25mm²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のガラスビーズを35％混入し、実施例１と
同様の方法で平均断面積が0.20mm²の繊維状物を得
た。

Claims

【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、繊維軸に沿つて直角方向に切断
した切断面の面積の平均が0.01〜５mm²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、によつて特徴づけられたブラシ。