JP2003145434A - 研磨ブラシ用毛材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧延鋼材などの乾式研磨加工において、優れ
た研磨性能を有すると共に、耐溶着性能にも優れた研磨
ブラシ用毛材を提供する。 【解決手段】 ポリアミド樹脂１００重量部に対し、研
磨砥材粒子１０〜６０重量部およびアジン系化合物０．
１〜５重量部を含有させた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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として圧延鋼材
など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、前記圧延鋼材などの乾式
研磨加工における研磨性に優れるばかりか、優れた耐溶
着性、つまり被研磨物である圧延鋼材などにブラシ毛材
の溶着物が付着しない特性を有する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、圧延鋼材などの金属の表面研
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
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、被処理物の表面研磨加工が行われてい
る。

【０００３】このために、研磨砥材粒子を含有する研磨
ブラシ用毛材には、優れた研磨力が要求され、かかる研
磨力をより有効に発現させるために、研磨ブラシ用毛材
の合成樹脂素材として、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６
１２、ナイロン１２などのポリアミド樹脂およびポリブ
チレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂など
が、ブラシの用途に応じて選択使用されている。

【０００４】また、これらの合成樹脂に添加せしめる研
磨砥材粒子としては、コークス粉、ボーキサイト、酸化
アルミナなどに代表されるアルミナ系砥材粒子、白ケイ
石、砥粉などの炭化ケイ素系砥材粒子および人工ダイヤ
モンド砥材粒子などをそれぞれ選択使用して、これら合
成樹脂と研磨砥材粒子とからなる組成物を溶融紡糸した
モノフィラメントが、研磨ブラシ用毛材として従来から
広く使用されてきた。

【０００５】ところで、上記研磨ブラシ用毛材は、主と
して圧延鋼材などに水などの冷却液を散布して研磨する
湿式研磨に用いられているが、圧延鋼材などに冷却液を
散布しない乾式研磨加工において従来のポリアミド樹脂
製研磨ブラシ用毛材を使用する場合には、研磨による発
熱で毛材が溶着溶着するという問題があった。

【０００６】そのために、乾式研磨加工用途にはスチー
ルブラシが主に使用されていたが、スチールブラシは毛
折れにより人体へ怪我などの危険を及ぼすという安全上
の問題があった。

【０００７】したがって、合成樹脂製で毛折れを起こす
ことがなく安全であり、乾式研磨加工において、圧延鋼
材などに毛材の溶着物が付着しないという特性を有す
る、耐溶着性能に優れた研磨ブラシ用毛材の実現が強く
要望されていた。

【０００８】

【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。

【０００９】したがって、本発明の目的は、圧延鋼材な
どの乾式研磨加工において、研磨性に優れるばかりか、
優れた耐溶着性、つまり被研磨物である圧延鋼材などに
ブラシ毛材の溶着物が付着しない特性を有する研磨ブラ
シ用毛材を提供することにある。

【００１０】

【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、ポリアミド樹脂
に対し研磨砥材粒子と共にアジン系化合物を特定量含有
せしめた樹脂組成物からなるモノフィラメントが、圧延
鋼材などの乾式研磨加工において、優れた研磨性および
耐溶着性を発揮することを見いだし、本発明に到達し
た。

【００１１】すなわち、本発明の研磨ブラシ用毛材は、
ポリアミド樹脂１００重量部に対し、研磨砥材粒子１０
〜６０重量部およびアジン系化合物０．１〜５重量部を
含有させた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。

【００１２】なお、本発明の研磨ブラシ用毛材において
は、前記アジン系化合物がアジン系顔料であること、前
記研磨砥材粒子の番手が＃３６〜＃３０００であるこ
と、前記ポリアミド樹脂がナイロン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、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。

【００１３】

【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。

【００１４】本発明で使用するポリアミド樹脂には特に
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共重合体を用いることが、靱性および研
磨耐久性を兼ね備えた研磨ブラシ用毛材が得られること
から好ましい。また、ポリアミド樹脂の相対粘度は３．
０以上であることが好ましく、相対粘度が３．０未満で
は溶融紡糸の安定性、耐屈曲疲労による折損耐久性の低
下が生じる傾向となるため好ましくない。

【００１５】本発明で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ＪＩＳＲ
６００１（１９７３）に規定される＃３６〜＃３００
０、特に＃６０〜＃１０００にあることが、より優れた
研磨性が発現できることから好ましい。

【００１６】研磨砥材粒子の配合量は、ポリアミド樹脂
１００重量部に対して、１０〜６０重量部、特に１５〜
５０重量部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、折損耐久性が低下する方向となるた
め好ましくない。

【００１７】本発明で使用するアジン系化合物として
は、アジン系顔料が好ましく使用される。そして、アジ
ン系顔料の具体例としては、例えば田岡化学工業（株）
製に代表されるアジンブラック類、アジンディーブブラ
ック類、アジンバイオレット類、アジンファストレッド
類、アジンブラウン類、アジンダークグリーン類および
アジンライトブラウン類などの有機顔料が挙げられる。

【００１８】上記アジン系化合物は、一般に着色剤とし
て使用されるものであり、ポリアミド樹脂に配合するこ
とによって、所望の色に着色した研磨ブラシ用毛材を得
ることができるが、驚くべきことに、本発明においては
ポリアミド樹脂に対し、研磨砥材粒子と共にアジン系化
合物を配合することによって、着色と同時に得られる研
磨ブラシ用毛材の耐溶着性が飛躍的に向上するという新
規な効果が得られることが見出されたのである。

【００１９】しかして、上記アジン系化合物の配合量
は、ポリアミド樹脂１００重量部に対して０．１〜５重
量部、特に０．２〜２重量部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
善効果が小さく、上記の範囲を越えると溶融紡糸したモ
ノフィラメントの強度が低下し、折損耐久性が低下する
傾向となるため好ましくない。

【００２０】本発明の研磨ブラシ用毛材は、上記ポリア
ミド樹脂に必要量のアジン系顔料をそのまま加えて混合
するか、あるいはポリアミド樹脂を溶融してこれにアジ
ン系顔料を混合し冷却してペレット状に加工したもの
に、必要量の研磨砥材粒子を混合せしめてから、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ることができる。

【００２１】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。

【００２２】モノフィラメントの平均直径は、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り、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折り曲げての植毛が困難に
なるため好ましくない。

【００２３】かくしてなる本発明の研磨ブラシ用毛材
は、ＪＩＳーＧ３１０１（１９７６）に規定される圧延
鋼材など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。

【００２４】したがって、本発明の研磨用ブラシ用毛材
は、これ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対し有効に利用するこ
とができる。

【００２５】

【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。

【００２６】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］前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、１２０００ｒｐｍで回転させながら、真鍮金属板に
約１２０ｇ／ｃｍ²の面圧をかけながら接触させて、３
０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］ＪＩＳーＧ３１０１（１９７６）に規定さ
れる圧延鋼材ＳＳ４１の厚さ２ｍｍの鋼板を、上記カッ
プ状ブラシによりブラシ毛材のほぼ垂直方向に約１２０
ｇ／ｃｍ²の面圧をかけて、１２０００ｒｐｍで回転さ
せながら、表面の研磨加工を３０分間行なった場合の、
前記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。

【００２７】 ◎：溶着物着の付着がない ○：溶着物の付着は僅かにあるが、ほとんど目立たない △：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３．２のナイロン６１０樹脂［東
レ（株）製：Ｍ２０２１］１００重量部に対して、アジ
ン系ブラック顔料［アジンブラック顔料名：スピリット
ブラック、田岡化学工業（株）製］を７．３重量部含有
させたマスターペレットと、上記ナイロン６１０樹脂ペ
レットとを、アジン系ブラック顔料の含有量が０．４重
量％になるように配合した組成物１００重量部に対し、
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）４３重量部を添加した樹脂組成物を、二軸押出紡式
機に供し、孔径３．０ｍｍの紡糸ノズルから２６０℃で
溶融紡糸した後、１９０℃で３．２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。

【００２８】そして、モノフィラメントを温度２０℃、
相対湿度６５％ＲＨの条件で２日以上調温、調湿した
後、カップ状のブラシに加工し、その研磨性および耐溶
着性の評価を行った結果を表１に示す。 ［実施例２］相対粘度３．６のナイロン６１２樹脂（Ｄ
ｅｇｕｓｓａ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に併せて示す。 ［実施例３］上記アジン系ブラック顔料の含有量を０．
２重量％とした以外は、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に併せて示す。 ［実施例４］上記アジン系ブラック顔料の含有量を２．
０重量％とした以外は、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に併せて示す。 ［比較例１］前記アジン系ブラック顔料の含有率を０．
０５重量％とした以外は、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に併せて示す。 ［比較例２］上記アジン系ブラック顔料の添加を省略し
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
に併せて示す。 ［比較例３］上記アジン系ブラック顔料の添加を省略し
た以外は、実施例２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
に併せて示す。

【００２９】

【表１】 表１の結果から明らかのように、本発明の研磨ブラシ用
毛材（実施例１〜４）は、優れた研磨性および耐溶着性
能を有している。

【００３０】一方、アジン系ブラック顔料の含有率が
０．１重量％未満の研磨ブラシ用毛材（比較例１）およ
びアジン系ブラック顔料を含有しない研磨ブラシ用毛材
（比較例２〜３）は、いずれも耐溶着性能が劣ってい
る。

【００３１】

【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、従来の研磨ブラシ用毛材に比較して、優れ
た研磨性および耐溶着性能を有していることから、圧延
鋼板などの被処理物の乾式研磨加工において好ましく使
用することができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリアミド樹脂１００重量部に対し、研
   磨砥材粒子１０〜６０重量部およびアジン系化合物０．
   １〜５重量部を含有させた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. 【請求項２】 前記アジン系化合物がアジン系顔料であ
   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. 【請求項３】 前記研磨砥材粒子の番手が＃３６〜＃３
   ０００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. 【請求項４】 前記ポリアミド樹脂が，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。
5. 【請求項５】 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１〜４のいず
   れか１項に記載の研磨ブラシ用毛材。