(57)【要約】【課題】生産性を向上させることのできるブラシ用毛材及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】第１のモノフィラメント２１を含む芯糸２と、芯糸２の外周面に巻かれた状態で芯糸２に接着された第２のモノフィラメント３１を含むカバーリング糸３と、を備え、第２のモノフィラメント３１は、中央部３１１と、中央部３１１の融点よりも高い融点を有する外周部３１２と、の少なくとも２層を有し、外周部３１２と芯糸２とが熱融着することで芯糸２と接着している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のモノフィラメントを含む芯糸と、
前記芯糸の外周面に巻かれた状態で前記芯糸に接着された第２のモノフィラメントを含むカバーリング糸と、を備え、
前記第２のモノフィラメントは、中央部と、前記中央部の融点よりも高い融点を有する外周部と、の少なくとも２層を有し、前記外周部と前記芯糸とが熱融着することで前記芯糸と接着している、ブラシ用毛材。
【請求項２】
前記芯糸は、第１のモノフィラメントを複数本含んでいる、請求項１に記載のブラシ用毛材。
【請求項３】
前記カバーリング糸は、複数本の第２のモノフィラメントを含むフィラメントヤーンである、請求項１又は２に記載のブラシ用毛材。
【請求項４】
前記第２のモノフィラメントは、前記中央部が高融点の熱可塑性樹脂で形成されており、外周部が低融点の熱可塑性樹脂で形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載のブラシ用毛材。
【請求項５】
少なくとも１本の第１のモノフィラメントを有する芯糸を準備する工程と、
中央部及び外周部の少なくとも２層を有する第２のモノフィラメントを有するカバーリング糸であって、前記外周部の融点は前記中央部の融点よりも低い前記カバーリング糸を準備する工程と、
前記芯糸の回りに前記カバーリング糸を巻く工程と、
前記カバーリング糸が巻かれた状態の芯糸を、前記中央部の融点よりも低く、前記外周部の融点よりも高い温度で加熱する工程と、
を含む、ブラシ用毛材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシ用毛材、及びブラシ用毛材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の研磨や洗浄するための道具として工業用ブラシが使用されている。この工業用ブラシは、複数本のブラシ用毛材から構成されており、各ブラシ用毛材は、特許文献１に示すように、芯糸と、芯糸の周囲に巻かれたカバーリング糸と、から構成されており、芯糸とカバーリング糸とは接着剤によって接着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−３０６８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなブラシ用毛材は、その製造方法として、まず、芯糸の周囲にカバーリング糸を巻き、その状態で接着剤が収容された接着剤槽を通すことで接着剤を含浸させる。そして、その後に乾燥炉にて接着剤を乾燥させて、最後に熱処理炉にて芯糸の巻き癖を取ってまっすぐの状態とするという工程を採用していた。このようなブラシ用毛材の製造方法に対しても、その他の製品の製造方法と同様に、より生産性を向上させたいという要望が存在している。
【０００５】
そこで、本発明は、生産性を向上させることのできるブラシ用毛材及びブラシ用毛材の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るブラシ用毛材は、第1のモノフィラメントを含む芯糸と、前記芯糸の外周面に巻かれた状態で前記芯糸に接着された第２のモノフィラメントを含むカバーリング糸と、を備え、前記第２のモノフィラメントは、中央部と、前記中央部の融点よりも高い融点を有する外周部と、の少なくとも２層を有し、前記外周部と前記芯糸とが熱融着することで前記芯糸と接着している。
【０００７】
上述したブラシ用毛材によれば、カバーリング糸を構成する第２のモノフィラメントが、中央部と外周部との２層構造となっており、外周部の方が中央部よりも低い融点を有するような構成となっている。このため、カバーリング糸を芯糸に接着させるためには、芯糸の外周にカバーリング糸を巻いた状態で、第２のモノフィラメントの中央部の融点よりも低い温度であり外周部の融点よりも高い温度でカバーリング糸を加熱すればよい。これにより、カバーリング糸を構成する第２のモノフィラメントの外周部のみが溶融するため、この溶融した外周部が芯糸と溶着することでカバーリング糸は芯糸に接着される。このように本発明に係るブラシ用毛材によれば、接着剤を別途含浸させる必要がなくカバーリング糸を芯糸に接着させることができるため、接着剤を含浸させる工程を省略することができ、その結果として生産性を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明に係るブラシ用毛材は以下のような利点も有している。従来のブラシ用毛材によって構成される工業用ブラシなどで研磨や洗浄を行うと、繊維状物が発生するという問題があった。鋼板等を研磨・洗浄する場所では、通常、研磨や洗浄の際に使用される液体などを排出するための配管があるが、繊維状物が発生すると、この繊維状物が配管やこの配管に取り付けられたフィルターなどが詰まってしまうという問題が生じる。これに対して、本発明のブラシ用毛材から構成される工業用ブラシを使用すると、溶着によって芯糸とカバーリング糸が、またカバーリング糸同士が接着されるため、接着剤によってこれらを接着させるよりも上述したような繊維状物の発生が抑制される。このため、配管やフィルターが詰まるといったような問題を抑制することができる。
【０００９】
上述したブラシ用毛材は、種々の構成をとることができ、例えば、芯糸は、第１のモノフィラメントを複数本含んでいる構成とすることができる。この場合は、複数本の第１のモノフィラメントが互いに撚られているような構成とすることもできる。
【００１０】
また、上記カバーリング糸は、複数本の第２のモノフィラメントを含むフィラメントヤーンとすることができる。
【００１１】
また、上記第２のモノフィラメントは、中央部及び外周部が熱可塑性樹脂で形成されている構成とすることができる。
【００１２】
また、本発明に係るブラシ用毛材の製造方法は、少なくとも１本の第１のモノフィラメントを有する芯糸を準備する工程と、中央部及び外周部の少なくとも２層を有する第２のモノフィラメントを有するカバーリング糸であって、前記外周部の融点は前記中央部の融点よりも低い前記カバーリング糸を準備する工程と、前記芯糸の回りに前記カバーリング糸を巻く工程と、前記カバーリング糸が巻かれた状態の芯糸を、前記中央部の融点よりも低く、前記外周部の融点よりも高い温度で加熱する工程と、を含む。
【００１３】
このブラシ用毛材の製造方法によれば、カバーリング糸を芯糸に接着させる工程において、接着剤を含浸させる工程を省略している。すなわち、カバーリング糸を構成する第２のモノフィラメントの外周部のみが溶融するような温度でカバーリング糸を加熱することで、第２のモノフィラメントの外周部を溶融させ、この溶融した外周部によってカバーリング糸と芯糸とを溶着させることでカバーリング糸を芯糸に接着させる。以上のように、カバーリング糸を芯糸に接着させる工程において接着剤を含浸させる工程を省略しているため、生産性を向上させることができる。また、この製造方法によって製造されたブラシ用毛材は、上述したのと同じように繊維状物の発生が抑制され、配管やフィルターに詰まるといった問題を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るブラシ用毛材及びその製造方法によれば、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態に係るブラシ用毛材の斜視図である。
【図２】図２は、他の実施形態に係るブラシ用毛材の斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る第２のモノフィラメントを示す平面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るブラシ用毛材の製造工程の概略を示す工程図である。
【図５】図５は、試験した結果、発生した実施例１の研磨屑（写真左）及び比較例１（写真右）の研磨屑の量の違いを示す写真である。
【図６】図６は、実施例１を試験した際に発生した研磨屑を示す拡大写真である。
【図７】図７は、比較例１を試験した際に発生した研磨屑を示す拡大写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るブラシ用毛材の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１に示すように、ブラシ用毛材１は、芯糸２と、この芯糸２の外周に巻かれたカバーリング糸３と、から構成されている。
【００１８】
芯糸２は、１本の第１のモノフィラメント２１のみによって、又は複数本の第１のモノフィラメント２１によって構成することができ、本実施形態では、３本の第１のモノフィラメント２１から構成している。特に限定されるものではないが、１本の第１のモノフィラメント２１から構成する場合は、その直径を０．１〜５．０ｍｍとすることが好ましく、複数本、例えば本実施形態のように３本の第１のモノフィラメント２１によって芯糸２を構成する場合は、各第１のモノフィラメントの直径を０．１〜２．０ｍｍとすることが好ましい。
【００１９】
第１のモノフィラメント２１の材質としては、例えばナイロン、エステルなどを挙げることができる。ナイロンの具体例としては、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などを挙げることができ、エステルの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などを挙げることができる。また、芯糸２は、また、その他にも、砥材を含んだ構成とすることもできる。
【００２０】
カバーリング糸３は、芯糸２の外周に巻かれて芯糸２に接着されている。このカバーリング糸３は、１本の第２のモノフィラメント３１から構成することができるが，通常は、約７〜５００本の第２のモノフィラメント３１からなるマルチフィラメントヤーンから構成されている。そして、カバーリング糸３は、第２のモノフィラメント３１単独の状態若しくはマルチフィラメントヤーンの状態で芯糸２の外周に巻かれているが、このカバーリング糸３の芯糸２への巻き方は特に限定されるものではなく、例えばスパイラル状に右巻き又は左巻きに巻くこともできるし、図２に示すような組紐状に編み込まれた状態で巻くこともできる。また、その他にも、例えば、まずカバーリング糸３をスパイラル状に右巻きに巻き、その上からさらにスパイラル状に左巻きに巻くなどのように、カバーリング糸３を２重以上で巻くことも可能であり、この場合の巻き方の組み合わせは、右巻き、左巻き、組紐状などを種々の組み合わせとすることができる。さらには、芯糸２を複数本の第１のモノフィラメント２１から構成する場合は、各第１のモノフィラメント２１に第２のモノフィラメント３１若しくはマルチフィラメントヤーンを巻いておき、この第２のモノフィラメント３１若しくはマルチフィラメントヤーンが巻かれた各第１のモノフィラメント２１を複数本束ねた状態にして、さらにそれを第２のモノフィラメント３１若しくはマルチフィラメントヤーンによって巻くような構成とすることもできる。
【００２１】
カバーリング糸３を構成する各第２のモノフィラメント３１は、図３に示すように、中央部３１１と外周部３１２とを有する２重構造となっている。第２のモノフィラメント３１の材質は、中央部３１１と外周部３１２とで異なっており、中央部３１１の方が外周部３１２よりも高い融点を有するように材質が使用される。例えば、中央部３１１の融点は、約２００〜３００℃くらいとすることが好ましく、外周部３１２の融点は、その中央部３１１の融点よりも約２０〜１００℃程度低くすることが好ましい。中央部３１１の材質としては、熱可塑性の樹脂とすることが好ましく、例えば、ナイロンやポリエステル、ポリプロピレンなどを挙げることができ、外周部３１２の材質としても同様に熱可塑性樹脂とすることが好ましく、例えば、ナイロンやポリエステル、ポリプロピレンなどを挙げることができる。なお、ナイロンの具体例としては、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などを挙げることができ、エステルの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などを挙げることができる。そして、中央部３１１と外周部３１２との組み合わせ例としては、例えば、中央部３１１をナイロンで形成した場合は、外周部３１２はナイロンで形成することが好ましく、その他にも、中央部３１１をポリエステルで形成した場合は、外周部３１２をポリエステルで形成することが好ましい。その他にも、ナイロンとポリエステルなど種々の組み合わせをとることができる。
【００２２】
次に、上述したようなブラシ用毛材１の製造方法について図４を参照しつつ説明する。
【００２３】
まず、芯糸供給部１０から芯糸２をテンションを掛けた状態で供給する。そして、カバーリング糸供給部１１からカバーリング糸３を供給し、芯糸２の周囲にカバーリング糸３をスパイラル状又は組紐状に巻く。なお、もう一つカバーリング糸供給部１１を設け、芯糸２の周囲に巻かれたカバーリング糸３の上からさらにカバーリング糸２を巻くこともできる。
【００２４】
カバーリング糸３が巻かれた芯糸２は、次に、熱処理炉１２に送られ、この熱処理炉１２内においてカバーリング糸３が芯糸２に接着する。より詳細には、熱処理炉１２では、カバーリング糸３を構成する第２のモノフィラメント３１の外周部３１２のみを溶融させ、この溶融した外周部３１２を利用して第２のモノフィラメント３１を芯糸２に熱融着させる。このため、熱処理炉１２においては、芯糸２に巻かれたカバーリング糸３を、中央部３１１は溶融させずに外周部３１２のみを溶融させる温度、すなわち、中央部３１１の融点よりも低く、外周部３１２の融点よりも高い温度で加熱する。なお、この熱処理炉１２による加熱方法は、種々の方法を採用することができるが、例えばこの熱処理炉１２を熱風を吹き込むことで温度制御された炉とすることができ、この熱風によりカバーリング糸３を加熱することができる。なお、この加熱方法は特に限定されるものではなく、例えば、ヒータによって加熱することもできる。
【００２５】
以上のように熱処理炉１２によってカバーリング糸３が芯糸２に接着されてできたブラシ用毛材１は、最後に巻取工程で巻き取られる。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態のブラシ用毛材１によれば、接着剤を含浸させる必要なく、カバーリング糸３を熱融着によって芯糸２に接着させることができる。このように接着剤の含浸工程を省略することができるため、生産性を向上させることができる。また、このようにカバーリング糸３と芯糸２との接着、及びカバーリング糸３同士の接着を、接着剤の使用ではなく、熱融着によって行うため、このブラシ用毛材１を使用した工業用ブラシで研磨や洗浄を行う際に発生する研磨屑を抑制することができる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、段階的にカバーリング糸３を加熱するために熱処理炉１２の前工程として熱処理炉１２よりも低い温度でカバーリング糸３を加熱する予熱炉をさらに設けることもできる。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
【００２９】
（実施例１）
芯糸２として、材質がナイロン６であり、直径１．０ｍｍで砥材が混入された第１のフィラメント２１を３本使用した。また、カバーリング糸３としては、直径０．０３ｍｍの第２のフィラメント３１を約２００本用いたユニチカファイバー株式会社の「メルセット」（登録商標）を使用した。そして、３本の第１のフィラメント２１からなる芯糸２に対して、カバーリング糸３を４ｍｍピッチでＳ巻方向に巻いた後Ｚ巻方向にも４ｍｍピッチの条件で巻いた。
【００３０】
そして、熱処理炉１２において、芯糸２の外周に巻かれたカバーリング糸３を１８０℃、６分の条件で、加熱し、カバーリング糸３を芯糸２に接着させてブラシ用毛材を作製した。
【００３１】
以上のように作製したブラシ用毛材１を、ディスクに植設し、このディスクを１２枚重ねてブラシロールを作製した。なお、各ディスクは外周縁に等間隔で５７個の穴が形成されており、１穴に１０本のブラシ用毛材１が植設されている。また、ブラシロールの外径は、φ４２０mmとなっている。
【００３２】
（比較例１）
芯糸は、上記実施例１と同様のものを３本使用した。
【００３３】
カバーリング糸としては、材質がナイロン６、直径が０．０２ｍｍである約２００本のモノフィラメントからなるフィラメントヤーンを使用した。そして、このカバーリング糸を、芯糸２の外周に、４ｍｍピッチでＳ巻方向に巻いた後、Ｚ巻方向にも４ｍｍピッチで巻いた。
【００３４】
続いて、このカバーリング糸が巻かれた芯糸を、変性ポリアミド樹脂が収容された接着剤槽を通すことで接着剤を塗布し、その後、乾燥炉にて１００℃×３分の条件で接着剤を乾燥し、熱処理炉で１００℃×６分の条件でカバーリング糸が巻かれた芯糸を加熱してブラシ用毛材を作製した。
【００３５】
以上のように作製したブラシ用毛材から、上記実施例１と同様の方法でブラシロールを作製した。
【００３６】
以上のように作製した実施例１と比較例１のブラシロールを用いて、耐久試験機において２４時間の試験を行い、耐久試験機の排水溝に設置したフィルターに集まった研磨屑の量を測定した。耐久試験としては、ブラシ回転数１２００ｒｐｍ、圧下量３ｍｍの条件で鋼材（ＳＳ４００）を研磨した。なお、実施例１と比較例１のブラシ用毛材のブラッシング性能値は、表１に示す通りである。耐久試験機での結果、実施例１のブラシ用毛材１から出た研磨屑の量と比較例１のブラシ用毛材１から出た研磨屑の量とを比較して撮った写真を図５に示す。なお、写真右側が実施例１のブラシ用毛材１から出た研磨屑を示しており、その研磨屑の質量は２．２４１ｇであった。これに対して、写真左側の比較例１のブラシ用毛材から出た研磨屑は質量が３０．０６８ｇであった。以上より、実施例１のようなブラシ用毛材を使用した方が研磨の際に発生する研磨屑が抑制されることが分かった。また、図６は実施例１による研磨屑を拡大して撮った写真であり、図７は比較例１による研磨屑を拡大して撮った写真である。 
【００３７】
【表１】
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【符号の説明】
【００３８】
１    ブラシ用毛材
２    芯糸
２１  第１のモノフィラメント
３    カバーリング糸
３１  第２のモノフィラメント
３１１  中央部
３１２  外周部
【図１】
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【図２】
2011161608.tif 000005
【図３】
2011161608.tif 000006
【図４】
2011161608.tif 000007
【図５】
2011161608.tif 000008
【図６】
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【図７】
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