(57)【要約】  【課題】従来のポリアミド系研磨ブラシ用毛材に比べ、使用時の金属加工面に対する優れた耐溶着性と毛材の耐磨耗性とを兼ね備え、持続的な研磨性能を発揮する研磨ブラシ用毛材および研磨ブラシに関するものである。  【解決手段】ポリアミド系樹脂９７〜６５質量％と、接着性官能基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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３〜３５質量％との合計１００質量部に対し、研磨砥材粒子５〜５０質量部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。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミド系樹脂９７〜６５質量％と、接着性官能基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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３〜３５質量％とを含む樹脂配合物１００質量部に対し、研磨砥材粒子５〜５０質量部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。
【請求項２】
前記研磨砥材粒子の粒度番手が＃３６〜＃１５００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。
【請求項３】
前記モノフィラメントの糸直径が０．２〜４．０ｍｍ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。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨ブラシ用毛材を毛材の少なくとも一部に使用したことを特徴とする研磨ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属などを研削するために使用する研磨ブラシ用毛材および研磨ブラシに関するものである。更に詳しくは、従来のポリアミド製研磨ブラシ用毛材に比べ、使用時の金属加工面に対する優れた耐溶着性と毛材の耐磨耗性とを兼ね備え、過酷な研削環境においても持続的な研磨性能を発揮する研磨ブラシ用毛材および研磨ブラシに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属の表面加工の分野においては、砥材粒子を含有するモノフィラメントを研磨ブラシ用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、金属板などの被研磨物に回転しながら押圧し、被研磨物の表面研磨加工が行われている。
【０００３】
そして、研磨ブラシに要求される毛材の特性としては、耐熱性、研磨性、耐摩耗性等が挙げられ、使用用途に応じてこれらの特性を満たしたブラシが使用されている。
【０００４】
研磨加工法には大きく分けて、鉄板やアルミ板などの金属板において水や溶剤などを散布しながら研磨する湿式研磨加工法と、ステンレス鋼板などの特殊金属板において冷却液の散布を行わない乾式研磨加工法との２種類がある。
【０００５】
しかるに、乾式研磨加工法においては、研磨の際に発生する摩擦熱が大きいため、毛材の耐久性が阻害されて、毛折れを起こしたり、金属板の表面に研磨ブラシ用毛材の溶融物が付着し、研磨面を著しく汚したりするという問題があった。
【０００６】
これらの問題を改良した研磨ブラシ用毛材としては、ポリアミド系樹脂に対して砥材粒子５〜４０重量％と、フッ素系樹脂を３〜２５重量％とを含有させたモノフィラメントからなる研磨ブラシ用毛材（例えば、特許文献１参照）が知られている。
【０００７】
しかし、フッ素系樹脂は、ポリアミド系樹脂との接着性が元来悪く、溶融混練する際に混練されにくいために、本来の研磨ブラシ用毛材としての特性を生かすことができなかった。
【０００８】
また、ポリアミド系樹脂１００重量部に対して、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モノフィラメントからなる研磨ブラシ用毛材（例えば、特許文献２参照）も知られている。
【０００９】
この研磨ブラシ用毛材は、使用時の金属加工面に対する耐溶着性や、毛材の耐磨耗性にはある程度優れるものの、その改良効果が十分ではないことから、更に耐溶着性、耐磨耗性に優れ、持続的な研磨性能を発揮する研磨ブラシ用毛材の開発が大きな課題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平２００４−０５８１８４号公報
【特許文献２】特開平２００３−１４５４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、従来のポリアミド系研磨ブラシ用毛材に比べ、使用時の金属加工面に対する耐溶着性と、毛材の耐磨耗性とに優れた研磨ブラシ用毛材および研磨ブラシを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため本発明によれば、ポリアミド系樹脂９７〜６５質量％と、接着性官能基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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３〜３５質量％とを含む樹脂配合物１００質量部に対し、研磨砥材粒子を５〜５０質量部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が提供される。
【００１３】
なお、本発明の研磨ブラシ用毛材においては、
前記研磨砥材粒子の粒度番手が＃３６〜＃１５００であること、および
前記モノフィラメントの糸直径が０．２〜４．０ｍｍであること、
がいずれも好ましい条件として挙げられる。
【００１４】
また、本発明の研磨ブラシ用毛材は、上記研磨ブラシ用毛材を毛材の少なくとも一部に使用したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来の研磨ブラシ用毛材に比べ、使用時の金属加工面に対する耐溶着性と耐磨耗性が飛躍的に向上する。
【００１６】
本発明で使用する接着性官能基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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は、フッ素系樹脂の中でも、溶融混練時におけるポリアミド系樹脂との相界面の接着性が極めて良く、研磨ブラシに使用した場合には、研磨時の衝撃、摩擦などによるポリアミド系樹脂との相界面の剥離が起こりにくい。
【００１７】
従って、本発明の研磨ブラシ用毛材は、特に乾式での研削環境を要求される研磨加工用の研磨ブラシに極めて有用である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００１９】
本発明の研磨ブラシ用毛材は、ポリアミド系樹脂９７〜６５質量％と、接着性官能基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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３〜３５質量％とを含む樹脂配合物１００質量部に対し、研磨砥材粒子を５〜５０質量部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。
【００２０】
本発明で使用するポリアミド系樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６１０、ナイロン６１２などが挙げられ、特に、研磨ブラシとして使用する観点から、ナイロン６１０を使用するのが好ましい。
【００２１】
前記接着性官能基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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における接着性官能基としては、導入が容易である点、および得られる共重合体が適度な耐熱性とポリアミド系樹脂との相界面の比較的低温での良好な接着性とを有する点で、アミノ基、カルバモイル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カーボネート基、カルボン酸ハライド基が好ましい。このような接着性官能基を有するフッ素系樹脂としては、ポリアミド系研磨ブラシ用毛材に使用する点から、アミノ基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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が特に好ましい。
【００２２】
接着性官能基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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を使用することにより、変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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とポリアミド系樹脂との相界面の接着性改善だけではなく、研磨砥材粒子と同時に添加することで研磨砥材粒子がモノフィラメントから脱落することを防ぐことができ、これらの相乗効果によって研磨性能が向上するのである。
【００２３】
なお、本発明の研磨ブラシ用毛材の原料となる樹脂組成物を構成する樹脂配合物には、本発明の目的を阻害しない範囲においてポリアミド系樹脂および／または接着性官能基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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に相溶可能な熱可塑性樹脂や、樹脂配合物への耐熱性を付与する目的でアジン系化合物などの添加剤を混合することも可能である。ここで本発明の樹脂配合物に適用される相溶可能な熱可塑性樹脂は、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリプロピレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂や、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロエチレン・プロピレン共重合体、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン共重合体、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、テトラフルオロエチレン・パーフルオロジオキソール共重合体、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・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフルオライド共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレンクロライド共重合体、フルオロビニルエーテル共重合体などのフッ素系樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂など、ポリアミド系樹脂および／または接着性官能基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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に相溶可能な熱可塑性樹脂であればいずれでも使用することができる。ただし、これら相溶可能な熱可塑性樹脂の配合量が多い場合には毛材の強度の低下を招くため、前記相溶可能な他の熱可塑性樹脂の配合量は、樹脂配合物１００質量％中に、３２質量％以下であり、２５質量％であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましい。
【００２４】
本発明の研磨ブラシ用毛材において研磨砥材粒子としては、炭化珪素、緑色炭化珪素、酸化アルミナおよび人工ダイヤモンドなどを使用することができ、その粒度番手については、研磨性の面から、ＪＩＳ  Ｒ  ６００１（１９９８）に準拠の研磨砥材粒子の粒度番手＃３６〜＃１５００の範囲にあることが好ましく、さらには＃４６〜＃１０００の範囲にあることがより好ましい。
【００２５】
なお、前記研磨砥材粒子の含有量が多い場合は、研磨ブラシ用毛材の強度が低下する傾向にあることから、ポリアミド系樹脂と、接着性官能基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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との合計１００質量部に対して、５〜５０質量部の範囲にあることが好ましく、さらには１０〜３０質量部の範囲にあることがより好ましい。
【００２６】
また、本発明の研磨ブラシ用毛材の直径は、研磨性の面から、０．２〜４．０ｍｍの範囲にあることが好ましく、さらには０．３〜３．０ｍｍの範囲にあることがより好ましい。
【００２７】
本発明の研磨ブラシ用毛材の製造には、何ら特殊な製造装置を使用する必要はなく、例えば公知のエクストルーダー型溶融紡糸機を使用して製造することができる。
【００２８】
具体的には、ポリアミド系樹脂と、接着性官能基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体もしくは変性エチレン・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と、前記研磨砥材粒子とを二軸押出型溶融紡糸機に供給し、溶融混練した混合物を紡糸口金から押し出し、冷却固化、加熱延伸、必要に応じて加熱弛緩処理を施し、モノフィラメントを一旦束状に巻き取る。次に、研磨ブラシの用途に応じた長さにカットすることにより本発明の研磨ブラシ用毛材が得られる。
【００２９】
なお、本発明の研磨ブラシ用毛材には、研磨ブラシの用途に応じて、顔料などによる着色加工を施すことができ、また、その側面長手方向に波形状を付与することもできる。そして、本発明の研磨ブラシは、上記製造方法で得られた研磨ブラシ用毛材をブラシ基材の少なくとも一部に植毛してなるものであり、公知の製造方法により得られる。
【００３０】
以上説明した通り、本発明によれば、従来の研磨ブラシ用毛材に比べ、使用時の金属加工面に対する優れた耐溶着性と毛材の耐磨耗性とを兼ね備えた研磨ブラシ用毛材が得られ、この研磨ブラシ用毛材をロールブラシ、カップブラシ、筒状ブラシおよびホイルブラシなどの研磨ブラシにおいて、毛材の少なくとも一部に使用した場合には、上記の特性が要求される研磨加工用の研磨ブラシとして極めて有用である。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例における耐溶着性、耐磨耗性の評価を以下の通り行った。
【００３２】
［耐溶着性評価］
得られたモノフィラメントを使用し、内径４５ｍｍ、外径７０ｍｍ、毛丈５０ｍｍのカップ状ブラシを作成した。そして、このカップ状ブラシをハンドグラインダーに取り付け、圧力５０Ｎ、回転数１２０００ｒｐｍでステンレス金属板の表面を３０分間研磨した。その後、目視判定にて以下の４基準で評価した。ステンレス金属板への樹脂溶着物が少ないほど、耐溶着性に優れる。
【００３３】
Ａ：樹脂溶着物の付着が無い、
Ｂ：樹脂溶着物の付着は僅かにあるが、殆ど目立たない、
Ｃ：樹脂溶着物の付着が見られる、
Ｄ：樹脂溶着物の付着が多い。
【００３４】
［研磨性評価］
得られたモノフィラメントを使用し、内径４５ｍｍ、外径７０ｍｍ、毛丈５０ｍｍのカップ状ブラシを作成した。そして、このカップ状ブラシをハンドグラインダーに取り付け、予備研磨として、圧力５０Ｎ、回転数１２０００ｒｐｍでステンレス金属板の表面を３０分間研磨した。その後、本研磨としてステンレス金属板を新品に交換し、同一条件下において３０分間研磨した。この本研磨において、研磨前のステンレス金属板の質量から研磨後のステンレス金属板の質量を差し引いて、削り取られたステンレス粉の質量を算出し、判定基準は以下の４基準で評価した。削り取られたステンレス粉の質量が多い程、毛材の持続的な研磨性能に優れていることを示す。
【００３５】
Ａ：削り取られたステンレス粉の質量が４１ｇ以上、
Ｂ：削り取られたステンレス粉の質量が３１〜４０ｇ、
Ｃ：削り取られたステンレス粉の質量が２１〜３０ｇ、
Ｄ：削り取られたステンレス粉の質量が２０ｇ以下。
【００３６】
［実施例１］
ポリアミド系樹脂としてナイロン６１０樹脂（東レ社製  Ｍ２０４１）９５質量％に、接着性官能基を有する変性エチレン・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（ダイキン工業（株）製  ＥＦＥＰ  ＲＰ−５０００）を５質量％添加した樹脂配合物１００質量部に、研磨砥材粒子として粒度番手＃１００の炭化珪素砥材粒子（昭和電工（株）製）２５質量部を含有させた樹脂組成物をエクストルーダー型溶融紡糸機に供給し、３００℃の温度で溶融混練した後、口金孔から押し出した。次いで、押し出された糸条を９０℃の冷却浴で冷却固化した後、引き続き１５０℃の熱風雰囲気中で３．０倍に延伸することにより、直径１．０ｍｍの円形断面モノフィラメントを得た。各評価結果を表１に示す。
【００３７】
［実施例２］
実施例１の樹脂配合物の組成において、ナイロン６１０樹脂をナイロン６１２樹脂（ダイセルエボニック社製ダイアミドＤ２２）９０質量％に、接着性官能基を有する変性エチレン・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を、接着性官能基を有する変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（旭硝子社製  フルオンＬＭ−ＥＴＦＥ  ＡＨ−２０００）１０質量％に、研磨砥材粒子の添加量を１５質量部に、それぞれ変更したこと以外は、実施例１と同じ条件でモノフィラメントを得た。各評価結果を表１に示す。
【００３８】
［実施例３］
実施例１において、樹脂配合物の組成を、ナイロン６１０樹脂８４質量％、ナイロン６６樹脂１０質量％、接着性官能基を有する変性エチレン・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５質量％、アジン系ブラック染料１質量％に、研磨砥材粒子の粒度番手を＃５００に、モノフィラメントの直径を０．５ｍｍに、それぞれ変更したこと以外は、実施例１と同じ条件でモノフィラメントを得た。各評価結果を表１に示す。
【００３９】
［実施例４］
実施例１において、樹脂配合物の組成を、ナイロン６１０樹脂７５質量％、接着性官能基を有する変性エチレン・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２５質量％に、研磨砥材粒子の粒度番手を＃４６に、研磨砥材粒子の添加量を１０質量部に、モノフィラメントの直径を２．５ｍｍに、それぞれ変更したこと以外は、実施例１と同じ条件でモノフィラメントを得た。各評価結果を表１に示す。
【００４０】
［比較例１］
実施例１において、樹脂配合物の組成を、ナイロン６１０樹脂８９質量％、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（旭硝子製  フルオンＥＴＦＥ  Ｃ８８ＡＸＰ）１０質量％、アジン系ブラック染料を１質量％に、変更したこと以外は、実施例１と同じ条件でモノフィラメントを得た。各評価結果を表１に示す。
【００４１】
［比較例２］
実施例１において、樹脂配合物の組成を、ポリエチレンテレフタレート樹脂（東レ（株）社製  Ｔ３０１）のみに、溶融紡糸温度を３００℃に、それぞれ変更したこと以外は、実施例１と同じ条件でモノフィラメントを得た。各評価結果を表１に示す。
【００４２】
［比較例３］
実施例１において、研磨砥材粒子の添加量を３質量部に、モノフィラメントの直径を０．１ｍｍに、それぞれ変更したこと以外は、実施例１と同じ条件でモノフィラメントを得た。各評価結果を表１に示す。
【００４３】
［比較例４]
実施例２において、研磨砥材粒子の添加量を６０質量部に、モノフィラメントの直径を４．５ｍｍに、それぞれ変更したこと以外は、実施例２と同じ条件でモノフィラメントを得た。各評価結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
2014138959.tif 000002
【００４５】
表１の結果から明らかなように、本発明の条件を満たす研磨ブラシ用毛材（実施例１〜４）は、使用時の金属加工面に対する優れた耐溶着性と毛材の耐磨耗性とを兼ね備えた毛材であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の研磨ブラシ用毛材は、使用時の金属加工面に対する優れた耐溶着性と毛材の耐磨耗性とを兼ね備えているため、これを毛材の少なくとも一部に使用したロールブラシ、カップブラシ、筒状ブラシおよびホイルブラシなどの研磨ブラシは、過酷な研削環境を要求される研磨加工用途に極めて有用である。