(57)【要約】【課題】ポリエステル繊維は天然繊維に比較して有機溶剤に対する耐性が劣るため、例えば塗装用刷毛に用いると耐久性が乏しいため、腰も弱くなってしまうとうい問題があった。そこで、有機溶剤に対する耐性に優れる刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法、刷毛用架橋型ポリエステル繊維及び該繊維を用いた刷毛を提供する。【解決手段】本発明の刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法は、刷毛用ポリエステル繊維の先端を先鋭化する先鋭化工程と、前記先鋭化工程後の刷毛用ポリエステル繊維に電子線を照射する電子線照射工程と、を含み、前記先鋭化工程、前記電子線照射工程の順に実施することを特徴とする。第２の発明は、さらに前記先鋭化工程後の刷毛用ポリエステル繊維に不飽和結合を２個以上有する化合物を含侵する含侵工程と、を含み、前記先鋭化工程、前記含侵工程、前記電子線照射工程の順に実施する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
刷毛用ポリエステル繊維の先端を先鋭化する先鋭化工程と、
前記先鋭化工程後の刷毛用ポリエステル繊維に電子線を照射する電子線照射工程と、を含み、
前記先鋭化工程、前記電子線照射工程の順に実施することを特徴とする刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項２】
刷毛用ポリエステル繊維の先端を先鋭化する先鋭化工程と、
前記先鋭化工程後の刷毛用ポリエステル繊維に不飽和結合を２個以上有する化合物を含侵する含侵工程と、
前記含侵工程後の刷毛用ポリエステル繊維に電子線を照射する電子線照射工程と、を含み、
前記先鋭化工程、前記含侵工程、前記電子線照射工程の順に実施することを特徴とする刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項３】
前記含侵工程において、前記不飽和結合を２個以上有する化合物が水に分散している状態で行う請求項２に記載の刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項４】
前記含侵工程において、０．１４ＭＰａ〜０．４８ＭＰａの圧力下で行う請求項２又は３に記載の刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項５】
前記刷毛用ポリエステル繊維が、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）繊維又はＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）繊維である請求項１〜４のいずれか１項に記載の刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項６】
前記電子線照射工程後の刷毛用ポリエステル繊維を、ガラス転移温度以上の温度で加熱する加熱工程を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６に記載のいずれか１項に記載の製造方法で製造された刷毛用架橋型ポリエステル繊維。
【請求項８】
請求項７に記載の刷毛用架橋型ポリエステル繊維を少なくとも一部に用いた刷毛。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料を塗る刷毛に用いられポリエステル繊維に関する。さらに詳しくは、刷毛用のＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）繊維及びＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装用刷毛に豚毛が用いられているが、耐摩耗性に劣ることから化学繊維を刷毛に用いることが検討され、特許文献１には刷毛部にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる直毛、化学繊維からなるウェーブ毛、及び豚毛を含み、少なくとも豚毛は他の毛よりも短くしてなる刷毛部を備えた塗装用刷毛が記載されている。
【０００３】
この技術によれば、有機溶媒に浸されると化学繊維の毛は腰が弱くなってしまうが、長期にわたって強い腰を維持できる耐久性を備えた塗装用刷毛が得られることが記載され、さらに上記ウェーブ毛がＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）からなる塗装用刷毛が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−８５７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の塗装用刷毛は、洗浄用の有機溶剤によって、たとえ化学繊維からなる直毛の腰が弱くなったとしても、豚毛の腰の強さで耐久性を維持するというものであり、化学繊維自身の耐久性を維持又は向上させるものではなかった。
【０００６】
また、ポリエステル繊維は天然繊維に比較してトルエン、キシレン、酢酸エチル、メタノール、メチルエチルケトン等の有機溶剤に対する耐性が劣るため、例えば塗装用刷毛に用いると耐久性が乏しいため、腰も弱くなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、有機溶剤に対する耐性に優れる刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法、刷毛用架橋型ポリエステル繊維及び該繊維を用いた刷毛を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
【０００９】
［１］刷毛用ポリエステル繊維の先端を先鋭化する先鋭化工程と、
前記先鋭化工程後の刷毛用ポリエステル繊維に電子線を照射する電子線照射工程と、を含み、
前記先鋭化工程、前記電子線照射工程の順に実施することを特徴とする刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法。
【００１０】
［２］刷毛用ポリエステル繊維の先端を先鋭化する先鋭化工程と、
前記先鋭化工程後の刷毛用ポリエステル繊維に不飽和結合を２個以上有する化合物を含侵する含侵工程と、
前記含侵工程後の刷毛用ポリエステル繊維に電子線を照射する電子線照射工程と、を含み、
前記先鋭化工程、前記含侵工程、前記電子線照射工程の順に実施することを特徴とする刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法。
【００１１】
［３］前記含侵工程において、前記不飽和結合を２個以上有する化合物が水に分散している状態で行う前項２に記載の刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法。
【００１２】
［４］前記含侵工程において、０．１４ＭＰａ〜０．４８ＭＰａの圧力下で行う前項２又は３に記載の刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法。
【００１３】
［５］前記刷毛用ポリエステル繊維が、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）繊維又はＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）繊維である前項１〜４のいずれか１項に記載の刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法。
【００１４】
［６］前記電子線照射工程後の刷毛用ポリエステル繊維を、ガラス転移温度以上の温度で加熱する加熱工程を有する前項１〜５のいずれか１項に記載の刷毛用架橋型ポリエステル繊維の製造方法。
【００１５】
［７］前項１〜６に記載のいずれか１項に記載の製造方法で製造された刷毛用架橋型ポリエステル繊維。
【００１６】
［８］前項７に記載の刷毛用架橋型ポリエステル繊維を少なくとも一部に用いた刷毛。
【発明の効果】
【００１７】
［１］の発明では、天然繊維に比較して有機溶剤に対する耐性が劣る刷毛用ポリエステル繊維にもかかわらず、刷毛用ポリエステル繊維の先端を先鋭化した後に、刷毛用ポリエステル繊維に電子線を照射することで刷毛用ポリエステル繊維の少なくとも一部に架橋構造を形成することができるため、有機溶剤に対する耐性に優れた刷毛用架橋型ポリエステル繊維を製造できる。こうして、例えば塗装用刷毛に用いた場合に腰が弱くなることもない耐久性に優れる刷毛用架橋型ポリエステル繊維を得ることができる。
【００１８】
［２］の発明では、［１］の発明の効果に加え、先鋭化工程後の刷毛用ポリエステル繊維に不飽和結合を２個以上有する化合物を含侵し、その後電子線を照射するため、電子線照射による架橋構造の形成を促進することができる。すなわち、刷毛用ポリエステル繊維の架橋構造形成を促進するので、有機溶剤に対する耐性をさらに向上できる。
【００１９】
［３］の発明では、含侵工程において、不飽和結合を２個以上有する化合物が水に分散している状態で刷毛用ポリエステル繊維に含侵させるので、刷毛用ポリエステル繊維に十分に含侵させることができる。そのため電子線照射工程による架橋構造の形成を十分促進することができる。
【００２０】
［４］の発明では、含侵工程において、０．１４ＭＰａ〜０．４８ＭＰａの圧力下で行うので、不飽和結合を２個以上有する化合物を刷毛用ポリエステル繊維のさらに内部に含侵せることができる。そのため電子線照射工程により、刷毛用ポリエステル繊維の内部まで架橋構造の形成を促進することができる。
【００２１】
［５］の発明では、前記刷毛用ポリエステル繊維が、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）繊維又はＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）繊維なので、不飽和化合物を含侵させやすく架橋構造を形成することができる。
【００２２】
［６］の発明では、刷毛用ポリエステル繊維をガラス転移温度以上の温度で加熱するので、電子線照射工程による架橋構造の形成を十分促進することができる。
【００２３】
［７］の発明では、有機溶剤に対する耐性に優れる刷毛用架橋型ポリエステル繊維が提供される。
【００２４】
［８］の発明では、刷毛用架橋型ポリエステル繊維を少なくとも一部に用いているので、塗装用に用いた場合に腰の強さ等耐久性に優れた刷毛が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
この発明に係る刷毛用ポリエステル繊維の製造方法は、刷毛用ポリエステル繊維の先端を先鋭化する先鋭化工程と、前記先鋭化工程後の刷毛用ポリエステル繊維に電子線を照射する電子線照射工程と、を含み、前記先鋭化工程、前記電子線照射工程の順に実施することを特徴とする。第２の発明は、さらに前記先鋭化工程後の刷毛用ポリエステル繊維に不飽和結合を２個以上有する化合物を含侵する含侵工程と、を含み、前記先鋭化工程、前記含侵工程、前記電子線照射工程の順に実施する。
【００２６】
前記刷毛用ポリエステル繊維は、十分な機械特性があり、強アルカリ溶液で加水分解できる繊維である。繊維断面の形状は、丸断面でもあって異形断面であってもよい。また、刷毛用ポリエステル繊維の太さは、特に限定されるものではないが、例えば直径０．０４ｍｍから０．２ｍｍが好ましい。
【００２７】
また、刷毛用ポリエステル繊維としては特に限定はされないが、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）繊維又はＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）繊維がより不飽和化合物を含侵させやすく架橋構造を形成しやすいので好ましい。
【００２８】
（先鋭化工程）
先鋭化工程では、刷毛用ポリエステル繊維のカットされた端部を、強アルカリ溶液に浸漬して刷毛用ポリエステル繊維を溶解させることで、先鋭化させることができる。強アルカリ溶液としては例えば、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液、水酸化カルシウム溶液、水酸化リチウム溶液、水酸化バリウム溶液を挙げることができ、該溶液の温度を一定に保ったうえで、刷毛用ポリエステル繊維を一端から先鋭化したい部分まで該溶液に浸漬させてから、ゆっくりと引き上げることで先端部へ向かって繊維径が徐々に小さくなり先鋭化させることができる。前記強アルカリ溶液の濃度は、２５ｇ／Ｌ〜６０ｇ／Ｌが好ましく、溶液の温度は、１２０℃〜１４０℃が好ましい。そして、加水分解により先鋭化された刷毛用ポリエステル繊維を水洗し、乾燥する。
【００２９】
（電子線照射工程）
前記電子線照射工程において、電子線の照射量は刷毛用ポリエステル繊維の特性を考慮すると、１０ｋＧｙ〜３００ｋＧｙの範囲に設定するのが好ましい。照射量が１０ｋＧｙ以上であることで刷毛用ポリエステル繊維に架橋構造が形成され、３００ｋＧｙ以下にすることで刷毛用ポリエステル繊維の主鎖の切断を抑制できるので繊維の物性低下を抑えられる。また、電子線照射は酸素濃度の低い、例えば窒素などの雰囲気下で行うのが好ましい。
【００３０】
（含侵工程）
含侵工程では、前記不飽和結合を２個以上有する化合物が水に分散している状態で行うのが好ましい。水に希釈することで、刷毛用ポリエステル繊維に不飽和結合を２個以上有する化合物を容易に含侵することができる。前記水分散液の濃度は、５質量％〜２０質量％が好ましい。また、不飽和結合を２個以上有する化合物の刷毛用ポリエステル繊維への付着量は、刷毛用ポリエステル繊維１００質量部に対し０．２〜１５質量部に設定するのが好ましい。
【００３１】
また、前記含侵工程は、０．１４ＭＰａ〜０．４８ＭＰａの圧力下で行うのが好ましく、不飽和結合を２個以上有する化合物を刷毛用ポリエステル繊維のさらに内部に含侵させることができる。こうすることで電子線照射工程において、刷毛用ポリエステル繊維の内部まで架橋構造の形成を促進させることができる。
【００３２】
また、前記含侵工程は、刷毛用ポリエステル繊維をガラス転移温度以上の温度で含侵させるのが好ましい。より詳しくはガラス転移温度以上の温度から１５０℃以下の温度で含侵させるのが好ましい。さらに、上記の圧力条件と組み合わせて行うのが好ましい。この場合、２つの条件が相まって十分内部に含侵せることができる。電子線照射工程による架橋構造の形成を促進させることができる。こうして、刷毛用ポリエステル繊維の架橋構造形成が促進されるので、有機溶剤に対する耐性がさらに向上する。
【００３３】
前記不飽和結合を２個以上有する化合物としては、特に限定されないが例えば、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、シアリルイソシアヌレートを挙げることができる。
【実施例】
【００３４】
次に、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例のものに特に限定されるものではない。
【００３５】
＜実施例１＞
刷毛用ポリエステル繊維として、５０デシテックスのＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）繊維を、公知の方法で綛巻きした後に長さ５ｃｍに裁断した。あらかじめ用意した水酸化ナトリウム溶液（５％濃度）に、ＰＢＴ繊維束の先端から２ｃｍまでを５分間浸漬し、続けて１ｃｍまでを５分間、さらに５ｍｍまでを５分間浸漬し、ＰＢＴ繊維束に先鋭化処理を施した（先鋭化工程）。その後、熱風乾燥器にて温度１００℃×３０分間乾燥させた後、十分水洗し、再び、温度１２０℃×３０分間乾燥させて先鋭化されたＰＢＴ繊維束を得た。
【００３６】
得られたＰＢＴ繊維束に関西電子ビーム社製電子線照射装置を用い１００ｋＧｙの電子線を照射した（電子線照射工程）。次に、前記電子線照射を経て得られたＰＢＴ繊維を温度１００℃の熱水で洗浄した後、温度１２０℃×３０分間乾燥して刷毛用架橋型ＰＢＴ繊維を得た。また、得られた刷毛用架橋型ＰＢＴ繊維に柄を取り付けた刷毛を得た。なお、耐溶剤性試験の結果は質量減少率が１．８％で合格であった。この刷毛は、油性塗料に用いても腰が弱くなることもなく耐久性に優れている。
【００３７】
＜実施例２＞
不飽和結合を２個以上有する化合物としてトリアリルイソシアヌレートを用い、トリアリルイソシアヌレート５０ｇと、ノニオン性界面活性剤（「エマノーン１１１２」、花王株式会社製）２５ｇとを９２５ｇのイオン交換水に加え良く攪拌し、トリアリルイソシアヌレートを分散させた浸漬用水分散液を用意し、実施例１で得られた先鋭化されたＰＢＴ繊維束を、常圧（０．１ＭＰａ）下で前記浸漬用水分散液（液温１６℃）に３０分浸漬させ、トリアリルイソシアヌレートをＰＢＴ繊維１００ｇ当り０．３ｇ付着させた後で、電子線照射した以外は、実施例１と同様にして刷毛用架橋型ＰＢＴ繊維を得た。また、得られた刷毛用架橋型ＰＢＴ繊維に柄を取り付けた刷毛を得た。なお、耐溶剤性試験の結果は質量減少率が１．６％で合格であった。この刷毛は、油性塗料に用いても腰が弱くなることもなく、さらに耐久性に優れている。
【００３８】
＜実施例３＞
実施例２において、刷毛用ポリエステル繊維として２０デシテックスのＰＴＴ繊維を用い、先鋭化工程で強アルカリ溶液として水酸化カリウム溶液（５％濃度）を用い、電線照射工程で２５０ｋＧｙの電子線を照射した以外は、実施例２と同様にして刷毛用架橋型ＰＴＴ繊維を得た。また、得られた刷毛用架橋型ＰＴＴ繊維に柄を取り付けた刷毛を得た。なお、耐溶剤性試験の結果は質量減少率が０．９％で合格であった。  
【００３９】
＜実施例４＞
実施例２において、刷毛用ポリエステル繊維として１００デシテックスのＰＢＴ繊維を用い、含侵工程を、圧力０．１５ＭＰａの圧力容器内で、不飽和結合を２個以上有する化合物としてトリアリルシアヌレートを用いた浸漬用水分散液（液温１１０℃）を含侵させ、トリアリルシアヌレートをＰＢＴ繊維１００ｇ当り２．３ｇ付着させた以外は実施例２と同様にして刷毛用架橋型ＰＢＴ繊維を得た。また、得られた刷毛用架橋型ＰＢＴ繊維に柄を取り付けた刷毛を得た。なお、耐溶剤性試験の結果は質量減少率が０．７％で合格であった。  
【００４０】
＜実施例５＞
実施例３において、刷毛用ポリエステル繊維として５０デシテックスのＰＴＴ繊維を用い、先鋭化工程で強アルカリ溶液として水酸化カルシウム溶液（５％濃度）を用い、電線照射工程で５０ｋＧｙの電子線を照射し、さらに８０℃の温度で３０分間加熱した以外は、実施例３と同様にして刷毛用架橋型ＰＴＴ繊維を得た。また、得られた刷毛用架橋型ＰＴＴ繊維に柄を取り付けた刷毛を得た。なお、耐溶剤性試験の結果は質量減少率が１．５％で合格であった。
【００４１】
＜実施例６＞
実施例２において、含侵工程では不飽和結合を２個以上有する化合物としてシアリルイソシアヌレートを用いた浸漬用水分散液（液温１２５℃）を含侵させ、シアリルイソシアヌレートをＰＢＴ繊維１００ｇ当り３．７ｇ付着させた以外は実施例２と同様にして刷毛用架橋型ＰＢＴ繊維を得た。また、得られた刷毛用架橋型ＰＢＴ繊維に柄を取り付けた刷毛を得た。なお、耐溶剤性試験の結果は質量減少率が０．６％で合格であった。  
【００４２】
＜実施例７＞
実施例３において、刷毛用ポリエステル繊維として５０デシテックスのＰＢＴ繊維を用い、含侵工程を、圧力０．４５ＭＰａの圧力容器内で、浸漬用水分散液の液温を１４５℃にし、電線照射工程で１００ｋＧｙの電子線を照射した以外は実施例３と同様にして刷毛用架橋型ＰＢＴ繊維を得た。また、得られた刷毛用架橋型ＰＢＴ繊維に柄を取り付けた刷毛を得た。なお、耐溶剤性試験の結果は質量減少率が１．１％で合格であった。
【００４３】
＜実施例８＞
実施例２において、刷毛用ポリエステル繊維として２０デシテックスのＰＢＴ繊維を用い、含侵工程では浸漬用水分散液の液温を１３５℃にした以外は実施例２と同様にして刷毛用架橋型ＰＢＴ繊維を得た。また、得られた刷毛用架橋型ＰＢＴ繊維に柄を取り付けた刷毛を得た。なお、耐溶剤性試験の結果は質量減少率が１．３％で合格であった。
【００４４】
＜比較例１＞
実施例１で得られた先鋭化されたＰＢＴ繊維束に、電子線照射処理を施さなかった。また、このＰＢＴ繊維に柄を取り付けた刷毛を得た。なお、耐溶剤性試験の結果は質量減少率が４．５％で不合格であった。この刷毛は、油性塗料に用いたら腰が弱くなってしまい耐久性が劣っていた。
【００４５】
＜比較例２＞
実施例１において、先鋭化処理を電子線照射前でなく、電子線照射後に施した以外は、実施例１と同様にしてＰＢＴ繊維を得た。また、このＰＢＴ繊維に柄を取り付けた刷毛を得た。なお、耐溶剤性試験の結果は質量減少率が４．１％で不合格であった。この刷毛は、油性塗料に用いたら腰が弱くなってしまい耐久性が劣っていた。
【００４６】
＜耐溶剤性試験＞  
あらかじめ質量を測定した繊維を試料として１００ｍｌの有機溶剤（トルエン）に浸漬し５日間放置し、その後メタノールで洗浄してから、水で洗浄した。１２０℃で３０分間乾燥した後の試料の質量を測定した。有機溶媒に浸漬する前後での質量の減少から減少率を算出して、評価した。なお、質量減少率が２％以下を合格とした。  
【００４７】
本発明の刷毛用架橋型ポリエステル繊維に柄を取り付けた刷毛は、有機溶剤に対する耐性に優れている。一方、比較例のＰＢＴ繊維は、有機溶剤に対する耐性に劣るものであった。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
この発明の製造方法で得られた刷毛用架橋型ポリエステル繊維は、有機溶剤に対する耐性に優れるため、用途は限定されるものではないが、例えばペンキなどを塗る場合の塗装用刷毛に好適に用いられる。