(57)【要約】    【課題】被研磨物に対する耐溶着性、研磨性、耐薬品性、耐熱性に優れるばかりか、砥材粒子の耐砥材粒子脱落性にも優れた研磨ブラシ用毛材および研磨ブラシを提供する。  【解決手段】主成分となるフッ素系樹脂に砥材粒子を１０〜４０重量％混練した樹脂組成物を溶融紡糸したモノフィラメントからなり、前記砥材粒子の表面には予めフッ素系樹脂がコーティングされていることを特徴とする研磨ブラシ用毛材および研磨ブラシを提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分となるフッ素系樹脂に砥材粒子を１０〜４０重量％混練した樹脂組成物を溶融紡糸したモノフィラメントからなり、前記砥材粒子の表面には予めフッ素系樹脂がコーティングされていることを特徴とする研磨ブラシ用毛材。
【請求項２】
前記予め砥材粒子の表面にコーティングしたフッ素系樹脂の量が、砥材粒子に対して０．０１重量％以上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】
前記砥材粒子の粒度が、番手で３６〜３０００の範囲に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】
前記主成分となるフッ素系樹脂とコーティングに使用するフッ素系樹脂とが、ともにエチレンテトラフルオロエチレン共重合体、および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。
【請求項５】
前記モノフィラメントを採取し、風乾させた後に５０ｍｍにカットして２０本束ねた束の質量Ａ（ｇ）と、前記束を上下２枚の金属板で挟み、１ｋｇの荷重で押圧しながら、上側の金属板をモノフィラメント束が転がる方向に往復距離５ｃｍ、且つ５分間往復運動させた後の束の質量Ｂ（ｇ）から、式１００×（Ａ−Ｂ）／Ａで算出した砥材粒子脱落率（％）が０．６％以下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。  
【請求項６】
請求項１〜５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、金属板の製造工程の一つである金属圧延工程において、圧延ロールの表面を研磨するために使用する研磨ブラシ用毛材の改良に関し、被研磨物に対する耐溶着性、研磨性、耐薬品性、耐熱性に優れるばかりか、砥材粒子のフッ素系樹脂からの耐砥材粒子脱落性にも優れた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、金属板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】
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。
【０００４】
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、金属板の表面に研磨ブラシ用毛材の溶融物が付着し、研磨面を著しく汚すという問題があった。
【０００５】
また、湿式研磨加工法においては、水や溶剤による湿熱状態で研磨加工をしているために、それらの湿熱により毛材の耐久性が阻害されて劣化が起きやすい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％とを含有する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）、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重量部を含有する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）が知られている。
【０００７】
これらの研磨ブラシ用毛材は、研磨性に優れ、耐溶着性がある程度向上する効果は認められるものの、特に湿式研磨加工に使用した場合には、特に毛材の劣化が起きやすいという問題が残されていた。
【０００８】
そこで、耐溶着性、耐薬品性、耐熱性などを更に向上させるために、樹脂を全てフッ素系樹脂にしたものを評価したところ、砥材粒子が直ぐに剥がれて脱落するといった問題が発生した。
【０００９】
このような現状から、被研磨物に対する耐溶着性、研磨性、耐薬品性、耐熱性に優れるばかりか、砥材粒子の耐砥材粒子脱落性にも優れた研磨ブラシ用毛材の開発が大きな課題となっていた。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、被研磨物に対する耐溶着性、研磨性、耐薬品性、耐熱性に優れるばかりか、砥材粒子の耐砥材粒子脱落性にも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】
【００１１】
上記の目的を達成するために鋭意検討した結果、予めフッ素系樹脂でコーティングした砥材粒子を使用し、これとフッ素系樹脂との混合物を溶融紡糸することにより、砥材粒子脱落性が改善されることを見出し本発明に到達した。
【００１２】
すなわち、本発明の研磨ブラシ用毛材は、主成分となるフッ素系樹脂に砥材粒子を１０〜４０重量％混練した樹脂組成物を溶融紡糸したモノフィラメントからなり、前記砥材粒子の表面には予めフッ素系樹脂がコーティングされていることを特徴とする。
【００１３】
なお、本発明の研磨ブラシ用毛材においては、
前記予め砥材粒子の表面にコーティングしたフッ素系樹脂の量が、砥材粒子に対して０．０１重量％以上であること、
前記砥材粒子の粒度が、番手で３６〜３０００の範囲にあること、
前記主成分となるフッ素系樹脂とコーティングに使用するフッ素系樹脂とが、ともにエチレンテトラフルオロエチレン共重合体、および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を採取し、風乾させた後に５０ｍｍにカットして２０本束ねた束の質量Ａ（ｇ）と、前記束を上下２枚の金属板で挟み、１ｋｇの荷重で押圧しながら、上側の金属板をモノフィラメント束が転がる方向に往復距離５ｃｍ、且つ５分間往復運動させた後の束の質量Ｂ（ｇ）から、式１００×（Ａ−Ｂ）／Ａで算出した砥材粒子脱落率（％）が０．６％以下であること、
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、被研磨物に対する耐溶着性、研磨性、耐薬品性、耐熱性に優れるばかりか、砥材粒子の耐砥材粒子脱落性にも優れた研磨ブラシ用毛材および研磨ブラシが得られる。したがって、本発明の研磨ブラシ用毛材は、特に高い耐薬品性と、耐蒸熱性とを要求される湿式研磨加工用と、特に高い耐乾熱性とを要求される乾式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最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００１７】
本発明の研磨ブラシ用毛材は、主成分となるフッ素系樹脂に砥材粒子を１０〜４０重量％混練した樹脂組成物を溶融紡糸したモノフィラメントからなり、前記砥材粒子の表面には予めフッ素系樹脂がコーティングされていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の研磨ブラシ用毛材に含有させる砥材粒子としては、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、その粒子径番手については、＃３６〜＃３０００、特に＃６０〜＃１５００のものが好ましい。
【００１９】
なお、前記砥材粒子の含有量が少ない場合は、研磨能力が不十分になる傾向にあり、逆に多い場合は、研磨ブラシ用毛材の強度が低下するばかりか、折損耐久性も低下する傾向にあることから、主成分となるフッ素系樹脂に対して１０〜４０重量％の範囲にあることが好ましく、さらには１０〜３０重量％の範囲にあることがより好ましい。
【００２０】
本発明において、砥材粒子へのフッ素系樹脂をコーティングする方法としては、公知のフッ素系樹脂コーティング技術を用いた溶融被覆、吹きつけ、蒸着などを採用することができ、例えば、モノフィラメントに使用するフッ素系樹脂をその少なくとも一部に使用したディスパージョンパウダーを吹きつけて加熱溶融させ、被覆することもできる。
【００２１】
砥材粒子にフッ素系樹脂をコーティングすることにより、砥材粒子とフッ素系樹脂との間の接着が予め良好になっていることに起因して、延伸段階での樹脂−砥材粒子間の剥離が起こりにくく、毛材をブラシにして使用した際に、砥材粒子が樹脂から脱落しにくくなるのである。
【００２２】
また、本発明において、砥材粒子の表面にコーティングするフッ素系樹脂の量は、砥材粒子に対して０．０１重量％以上の範囲であることが好ましい。砥材粒子にコーティングするフッ素系樹脂が前記範囲を下回る場合は、砥材粒子にコーティングするフッ素系樹脂が砥材粒子表面に均一にコーティングされにくく、延伸段階での樹脂−砥材粒子間の剥離が起こりやすくなるからである。
【００２３】
本発明の研磨ブラシ用毛材を構成するフッ素系樹脂は、溶融紡糸しやすい点から、主成分となるフッ素系樹脂とコーティングに使用するフッ素系樹脂が、ともにエチレンテトラフルオロエチレン共重合体、および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であることが好ましい。
【００２４】
本発明の研磨ブラシ用毛材は、これを構成する合成樹脂が全てフッ素系樹脂であることから、耐薬品性、耐乾熱性、耐蒸熱性に特に優れており、溶剤や摩擦熱による劣化が抑制されて、毛材の耐久性が著しく向上したものとなるのである。
【００２５】
また、本発明の研磨ブラシ用毛材は、後述の方法で測定した砥材粒子脱落率が０．６％以下であることが好ましい。
【００２６】
砥材粒子脱落率が上記範囲を上まわる場合は、砥材粒子が脱落しやすくなる傾向が招かれ、研磨能力が低下するからである。
【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、フッ素系樹脂と所定量のフッ素系樹脂をコーティングした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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、その側面長手方向に波形状を付与することもできる。
【００３１】
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。
【００３２】
以上、説明した通り、本発明の研磨ブラシ用毛材は、被研磨物に対する耐溶着性、研磨性、耐薬品性、耐熱性に優れるばかりか、砥材粒子の耐砥材粒子脱落性にも優れているため、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の毛材の少なくとも一部に使用した場合に、特に高い耐薬品性と、耐蒸熱性とを要求される湿式研磨加工用と、特に高い耐乾熱性とを要求される乾式研磨加工用の研磨ブラシに極めて有用である。
【実施例】
【００３３】
以下実施例を挙げて詳細に説明するが、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。
【００３４】
以下の実施例および比較例における被研磨物に対する耐溶着性、被研磨物に対する研磨性、耐薬品性、耐熱性、砥材粒子のフッ素系樹脂からの耐砥材粒子脱落性の評価を以下の通り行った。なお、以下の評価には、直径１．０ｍｍ、砥粒番手＃１００の砥粒を２５重量％含有せしめたモノフィラメントを使用した。
【００３５】
［耐溶着性評価］
得られたモノフィラメントを使用して、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７５Ｎ、回転数１５０００ｒｐｍでステンレス金属板の表面を３０分間研磨した。
【００３６】
その際に金属板表面に溶着物が見られた場合に、その重量を測定する。この操作を５回繰り返して平均値を算出した。平均値が小さいほど、耐溶着性能に優れていることを示す。
【００３７】
[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、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の質量を算出した。尚、その際に溶着物が付着した場合は、溶着物を剥がし取った後のステンレス金属板の質量から算出する。この削り取られたステンレスの質量が大きいほど研磨性に優れていることを示す。この作業を引き続き５回繰り返し行い、削り取られたステンレスの質量の平均値を算出した。
【００３８】
[耐砥材粒子脱落性評価]
得られたモノフィラメントを風乾させた後に４０ｍｍにカットして２０本束ね、まずこの束の質量Ａ（ｇ）を測定した。その後、上下２枚の金属板で挟み、１ｋｇの荷重で押圧しながら、上側の金属板をモノフィラメント束が転がる方向に往復距離５ｃｍ、且つ５分間往復運動させた。その後、モノフィラメント束の質量Ｂ（ｇ）を再び測定し、次式１００×（Ａ−Ｂ）／Ａから砥材粒子脱落率（％）を算出し、この操作を５回繰り返して平均値を算出した。平均値が低いほど、耐砥材粒子脱落性に優れていることを示す。
【００３９】
[実施例１]
フッ素系樹脂としてエチレンテトラフルオロエチレン共重合体樹脂（旭硝子（株）製Ｆｌｕｏｎ  ＥＴＦＥ；ＬＭ−７３０ＡＰ・・以下、ＥＴＦＥ樹脂と呼ぶ）を、砥材粒子に予めコーティングするフッ素系樹脂としてＥＴＦＥ樹脂ディスパージョンパウダー（日進化成（株）製ネオフロンＥＴＦＥ）を、砥材粒子として粒度番手＃１００の炭化珪素砥材粒子（昭和電工社製）を使用し、砥材粒子に対し上記ＥＴＦＥ樹脂ディスパージョンパウダーを固形分で１重量％となるように吹きつけて加熱溶融させ被覆した。次に、この予めフッ素系樹脂をコーティングした砥材粒子の２５重量％と、ＥＴＦＥ樹脂との混合物を使用し、これをエクストルダー型溶融紡糸機に供給して、２７０℃の温度で溶融混練した後、口金孔から押出した。
【００４０】
次いで、押出しされた糸条を４０度の冷却浴で冷却固化した後、引き続き１８０℃の熱風雰囲気中で３．２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。モノフィラメントの各評価結果を表１に示す。
【００４１】
［実施例２]
実施例１において、構成するフッ素系樹脂をＥＴＦＥ樹脂から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樹脂（旭硝子（株）製Ｆｌｕｏｎ  ＰＦＡ；Ｐ−６１ＸＰ・・以下、ＰＦＡ樹脂と呼ぶ）、被覆ディスパージョンパウダーをＰＦＡ樹脂（日進化成（株）製ネオフロンＰＦＡ）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。
【００４２】
［比較例１]
実施例１において、砥材粒子に樹脂コーティング処理を施さないこと以外は、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２]
実施例２において、砥材粒子に樹脂コーティング処理を施さないこと以外は、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。
【００４４】
［比較例３］
実施例１において構成する合成樹脂を、ナイロン６樹脂（東レ（株）製Ｍ１０４１）７５重量％とＥＴＦＥ樹脂２５重量％との混合樹脂としたこと以外は、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。
【００４５】
【表１】
2009125836.tif 000002
【００４６】
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、２）は、フッ素系樹脂からの砥材粒子の脱落が少なく、研磨性および被研磨物に対する耐溶着性にも優れた毛材であることが分かる。
【００４７】
これに対し、本発明の条件を満たさない従来の研磨ブラシ用毛材（比較例１〜３）は、砥材粒子の脱落が多かった。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の研磨ブラシ用毛材は、被研磨物に対する耐溶着性、研磨性、耐薬品性、耐熱性に優れるばかりか、砥材粒子の耐砥材粒子脱落性にも優れているため、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の毛材の少なくとも一部に使用した場合に、特に高い耐薬品性と、耐蒸熱性とを要求される湿式研磨加工用と、特に高い耐乾熱性とを要求される乾式研磨加工用の研磨ブラシに極めて有用である。