(57)【要約】    【課題】被研磨物に対する研磨性、耐熱性、耐フィブリル性、耐砥材粒子脱落性に優れ、持続的な研磨性能を発揮する研磨ブラシ用毛材および研磨ブラシを提供する。  【解決手段】ポリエーテルイミドブロック単位とシロキサンブロック単位を共重合したポリエーテルイミド−シロキサンブロックコポリマー樹脂（Ａ）１００重量部、または、前記樹脂（Ａ）に相溶可能な他の熱可塑性樹脂（Ｂ）を５０重量％未満混合した樹脂組成物１００重量部に対し、研磨砥材粒子５〜５０重量部を含有せしめた混合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】
ポリエーテルイミドブロック単位とシロキサンブロック単位を共重合したポリエーテルイミド−シロキサンブロックコポリマー樹脂（Ａ）１００重量部、または、前記樹脂（Ａ）に相溶可能な他の熱可塑性樹脂（Ｂ）を５０重量％未満混合した樹脂組成物１００重量部に対し、研磨砥材粒子５〜５０重量部を含有せしめた混合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番手が＃３６〜＃３０００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直径が０．１〜４．０ｍｍ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、主として金属などの表面および端面など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、従来の研磨ブラシ用毛材に比べて優れた研磨性、耐熱性、耐フィブリル性、耐砥材粒子脱落性を兼ね備え、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。
【背景技術】
【０００２】
従来から金属板の製造工程における金属板表面の研磨には、ディスクロールブラシ、チャンネルロールブラシ、カップ状ブラシ、セグメントブラシなどの研磨ブラシが使用されており、さらにこれらの研磨ブラシの毛材には研磨砥材粒子を含有したモノフィラメントが使用されている。
【０００３】
研磨ブラシに要求される毛材の特性としては、毛材の腰、耐熱性、研磨性等が挙げられ、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】
これらの研磨ブラシは、回転しながら金属板表面に押圧され、金属板表面に付着したスラッジや錆を除去するものであるが、特にセグメントブラシに使用する用途では、高温、高湿などの過酷な研削環境によって毛材が劣化するという問題があった。
【０００５】
こうした問題に対し、ポリエチレンナフタレート単位６０モル％以上を含有するポリエステル樹脂１００重量部に対し、研磨砥材粒子を１０〜５０重量部含有せしめ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）や、ポリアミド系樹脂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重量部を含有せしめ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）が知られている。
【０００６】
このうち、ポリエチレンナフタレート単位６０モル％以上を含有するポリエステル樹脂１００重量部に対し、研磨砥材粒子を１０〜５０重量部含有せしめたモノフィラメントからなる研磨ブラシ用毛材は、研磨性に優れるものの、毛材のフィブリル化が起こりやすいことに起因して、毛材から研磨砥材粒子が脱落する傾向が大きいばかりか、毛折れが起きやすいことから、未だに十分な研磨性を発揮し得るものではなかった。
【０００７】
また、ポリアミド系樹脂１００重量部に対して研磨砥材粒子１０〜６０重量部およびアジン系化合物０．１〜５重量部を含有せしめたモノフィラメントからなる研磨ブラシ用毛材は、耐熱性が比較的優れ、フィブリル化が起こりにくいため研磨砥材粒子が脱落しにくいという利点を有してはいるものの、毛先が柔軟過ぎることに起因して十分な研磨性が得られない点に問題を残していた。
【０００８】
以上のことから、優れた研磨性、耐熱性、耐フィブリル性、耐砥材粒子脱落性を兼ね備え、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の開発が大きな課題となっていた。
【特許文献１】特開２００３−３９３３５号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
したがって本発明の目的は、優れた研磨性、耐熱性、耐フィブリル性、耐砥材粒子脱落性を兼ね備え、高温、高湿などの過酷な研削環境において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本発明によれば、ポリエーテルイミドブロック単位とシロキサンブロック単位を共重合したポリエーテルイミド−シロキサンブロックコポリマー樹脂（Ａ）１００重量部、または、前記樹脂（Ａ）に相溶可能な他の熱可塑性樹脂（Ｂ）を５０重量％未満混合した樹脂組成物１００重量部に対し、研磨砥材粒子５〜５０重量部を含有せしめた混合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。
【００１２】
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番手が＃３６〜＃３０００であること、
前記モノフィラメントの糸直径が０．１〜４．０ｍｍであること、
が、いずれも好ましい条件として挙げられる。
【００１３】
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】
【００１４】
本発明によれば、優れた研磨性、耐熱性、耐フィブリル性、耐砥材粒子脱落性を兼ね備えた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、高温、高湿などの過酷な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最良の形態】
【００１５】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００１６】
本発明の研磨ブラシ用毛材は、ポリエーテルイミドブロック単位とシロキサンブロック単位の共重合体であるポリエーテルイミド−シロキサンブロックコポリマー樹脂（Ａ）１００重量部に対し、研磨砥材粒子を５〜５０重量部含有せしめた混合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。
【００１７】
または、前記樹脂（Ａ）に、相溶可能な他の熱可塑性樹脂（Ｂ）を５０重量％未満混合させた樹脂組成物１００重量部に対し、研磨砥材粒子を５〜５０重量部含有せしめた混合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。
【００１８】
前記ポリエーテルイミド−シロキサンブロックコポリマー樹脂（Ａ）は、ポリエーテルイミドブロック単位とシロキサンブロック単位の共重合体であるため、ポリエーテルイミド樹脂の持つ耐熱性、剛直性に、柔軟性が付与されるのである。
【００１９】
ポリエーテルイミド−シロキサンブロックコポリマー樹脂（Ａ）の具体例としては、ＳＡＢＩＣ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社製ＳＩＬＴＥＭ：ＳＴＭ１７００が挙げられ、これを単独使用することも可能であり、また相溶可能な他の熱可塑性樹脂（Ｂ）を混合して使用することもできる。さらに具体的に説明すれば、ポリエーテルイミド−シロキサンブロックコポリマー樹脂には、次のような繰り返し単位（１）および（２）を持つものが挙げられる。
【００２０】
【化１】
2009241215.tif 000002
【００２１】
【化２】
2009241215.tif 000003
【００２２】
これらポリエーテルイミド−シロキサンブロックコポリマー樹脂（Ａ）は、単独で使用する以外にも、相溶可能な他の熱可塑性樹脂（Ｂ）を５０重量％未満の割合で混合した樹脂組成物の形で使用することもできる。
【００２３】
この場合の他の熱可塑性樹脂（Ｂ）としては、特に限定されないが、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン４６、ナイロンＭＤＸ６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリ（カプラミド／ヘキサメチレンアジパミド）共重合体およびポリ（カプラミド／ラウラミド）共重合体などのポリアミド系樹脂、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、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロチレン・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など、相溶可能な樹脂であればいずれでも使用することができる。
【００２４】
ただし、これら相溶可能な樹脂（Ｂ）の配合量が５０重量％を越えると、毛材の耐熱性、研磨性の低下を招くばかりか、毛折れが起きやすくなるため好ましくない。
【００２５】
なお、これら相溶可能な樹脂（Ｂ）のなかでも、研磨ブラシ用毛材としての摩耗や折損耐久性などに優れるとの理由から、ナイロン６、ナイロン６１０、ナイロン６１２などのポリアミド系樹脂もしくは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、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂の使用が特に好ましい。
【００２６】
本発明の研磨ブラシ用毛材に含有させる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、その粒子径番手については、研磨性の面から、＃３６〜＃３０００の範囲にあることが好ましく、さらには＃６０〜＃１５００の範囲にあることがより好ましい。
【００２７】
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ばかりか、折損耐久性も低下する傾向にあることから、樹脂に対して５〜５０重量部の範囲にあることが好ましく、さらには１０〜３０重量部の範囲にあることがより好ましい。
【００２８】
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、０．１〜４．０ｍｍ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。
【００２９】
本発明の研磨ブラシ用毛材は、毛材を構成する樹脂または樹脂組成物に、ポリエーテルイミド−シロキサンブロックコポリマー樹脂が含まれていることから、特に耐熱性に優れ、毛材の耐久性が著しく向上したものとなるのである。
【００３０】
さらに、毛材がフィブリル化しにくく、研磨砥材粒子も脱落しにくいため、持続的な研磨性能を発揮することが出来るのである。
【００３１】
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。
【００３２】
具体的には、ポリエーテルイミド−シロキサンブロックコポリマー樹脂と研磨砥材粒子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、必要に応じて延伸、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
以上、説明した通り、本発明の研磨ブラシ用毛材は、研磨性、耐熱性、耐フィブリル性、耐砥材粒子脱落性に優れているため、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、特に高い耐熱性を要求される研磨加工用途に極めて有用である。
【実施例】
【００３７】
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。
【００３８】
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熱性の評価を以下の通り行った。なお、以下の評価には、砥粒番手＃１００の砥粒を２５重量部含有せしめた直径１．０ｍｍのモノフィラメントを使用した。
【００３９】
［耐熱性評価］
得られたモノフィラメントを熱風乾燥機に入れ、１５０℃で１６８時間処理し、ＪＩＳ  Ｌ  １０９５に記載する引張試験器で引張強力を評価し、引張強度を算出した。何も処理していないモノフィラメントの引張強度を１００％とし、処理したモノフィラメントの強度保持率を割合で算出した。割合が高い程、耐熱性に優れることを示す。
Ａ：強度保持率が９０％以上（非常に良好な耐熱性が得られた）、
Ｂ：強度保持率が７０％〜９０％（良好な耐熱性が得られた）、
Ｃ：強度保持率が５０％〜７０％（耐熱性がやや悪い）、
Ｄ：強度保持率が５０％以下（耐熱性が悪い）。
【００４０】
［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分間研磨した。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、判定基準は以下の通りとした。
削り取られたステンレス粉の質量が多い程、毛材の研磨性が優れることを示す。
Ａ：削り取られたステンレス粉の質量が４０ｇ以上（非常に良好な研磨性が得られた）、
Ｂ：削り取られたステンレス粉の質量が３１〜４０ｇ（良好な研磨性が得られた）、
Ｃ：削り取られたステンレス粉の質量が２１〜３０ｇ（研磨性がやや悪い）、
Ｄ：削り取られたステンレス粉の質量が２０ｇ以下（研磨性が悪い）。
【００４１】
［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、判定基準は以下の通りとした。
砥粒脱落率が低い程、毛材からの砥粒の脱落量が少ないことを示す。
Ａ：砥材粒子脱落率が０．５％未満（非常に良好な耐砥材粒子脱落性が得られた）、
Ｂ：砥材粒子脱落率が０．５〜０．９％（良好な耐砥材粒子脱落性が得られた）、
Ｃ：砥材粒子脱落率が１．０〜１．５％（耐砥材粒子脱落性がやや悪い）、
Ｄ：砥材粒子脱落率が１．５％以上（耐砥材粒子脱落性が悪い）。
【００４２】
［耐フィブリル性評価］
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。判定基準は、研磨後に毛材がミクロフィブリル化しなかったものを○、ミクロフィブリル化したものを×とした。
【００４３】
［実施例１］
ポリエーテルイミド−シロキサンブロックコポリマー樹脂（ＳＡＢＩＣ（株）社製ＳＩＬＴＥＭ；ＳＴＭ−１７００・・以下、ＳＩＬＴＥＭ樹脂と呼ぶ）８０重量部と、砥粒度番手＃１００の炭化珪素砥材粒子（昭和電工（株）社製）２０重量部との混合物をエクストルダー型溶融紡糸機に供給し、３２０℃の温度で溶融混練した後、口金孔から押し出した。
【００４４】
次いで、押し出された糸条を６０℃の冷却浴で冷却固化した後、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。
【００４５】
［実施例２］
ＳＩＬＴＥＭ樹脂８０重量％と、ポリエチレンテレフタレート樹脂（東レ（株）製Ｔ７５０Ｍ）２０重量％とを混合させた樹脂組成物１００重量部と、砥粒度番手＃１００の炭化珪素砥材粒子（昭和電工（株）社製）２０重量部との混合物をエクストルダー型溶融紡糸機に供給し、３２０℃の温度で溶融混練した後、口金孔から押し出した。
【００４６】
次いで、押し出された糸条を６０℃の冷却浴で冷却固化した後、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。
【００４７】
［実施例３］
ＳＩＬＴＥＭ樹脂８０重量％と、ポリアミド６樹脂（東レ（株）製Ｍ１０４１）２０重量％とを混合させた樹脂組成物１００重量部と、砥粒度番手＃１００の炭化珪素砥材粒子（昭和電工（株）社製）２０重量部との混合物をエクストルダー型溶融紡糸機に供給し、３２０℃の温度で溶融混練した後、口金孔から押し出した。
【００４８】
次いで、押し出された糸条を６０℃の冷却浴で冷却固化した後、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。
【００４９】
［実施例４］
ＳＩＬＴＥＭ樹脂８０重量％と、ポリフェニレンサルファイド樹脂（東レ（株）製Ｅ２０８０）２０重量％とを混合させた樹脂組成物１００重量部と、砥粒度番手＃１００の炭化珪素砥材粒子（昭和電工（株）社製）２０重量部との混合物をエクストルダー型溶融紡糸機に供給し、３２０℃の温度で溶融混練した後、口金孔から押し出した。
【００５０】
次いで、押し出された糸条を６０℃の冷却浴で冷却固化した後、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。
【００５１】
［比較例１］
ポリエチレンナフタレート系樹脂（東洋紡（株）製；ＰＮ６４０）８０重量部と砥粒度番手＃１００の炭化珪素砥材粒子（昭和電工（株）社製）２０重量部との混合物をエクストルダー型溶融紡糸機に供給し、３１０℃の温度で溶融混練した後、口金孔から押し出した。
【００５２】
次いで、押し出された糸条を４０℃の冷却浴で冷却固化および１５０℃の熱風雰囲気中で６．０倍に加熱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。
【００５３】
［比較例２］
ポリフェニレンサルファイド樹脂（東レ（株）製Ｅ２０８０）８０重量部と砥粒度番手＃１００の炭化珪素砥材粒子（昭和電工（株）社製）２０重量部との混合物をエクストルダー型溶融紡糸機に供給し、３３０℃の温度で溶融混練した後、口金孔から押し出した。
【００５４】
次いで、押し出された糸条を５０℃の冷却浴で冷却固化および１５０℃の熱風雰囲気中で３．５倍に加熱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。
【００５５】
［比較例３］
ポリアミド６樹脂（東レ（株）製Ｍ１０４１）８０重量部と砥粒度番手＃１００の炭化珪素砥材粒子（昭和電工（株）社製）２０重量部との混合物をエクストルダー型溶融紡糸機に供給し、２４０℃の温度で溶融混練した後、口金孔から押し出した。
【００５６】
次いで、押し出された糸条を２０℃の冷却浴で冷却固化および１８０℃の熱風雰囲気中で３．０倍に加熱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。
【００５７】
［比較例４]
実施例１において、ＳＩＬＴＥＭ樹脂の含有量を９７重量部、研磨砥材粒子の含有量を３重量部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。
【００５８】
［比較例５]
実施例１において、ＳＩＬＴＥＭ樹脂の含有量を４０重量部、研磨砥材粒子の含有量を６０重量部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。
【００５９】
［比較例６]
実施例２において、樹脂組成物の混合比を、ＳＩＬＴＥＭ樹脂２０重量％と、ポリエチレンテレフタレート樹脂８０重量％に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。
【００６０】
【表１】
2009241215.tif 000004
【００６１】
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、研磨性、耐熱性、耐フィブリル性、耐砥材粒子脱落性の優れた毛材であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の研磨ブラシ用毛材は、研磨性、耐熱性、耐フィブリル性、耐砥材粒子脱落性に優れているため、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、特に高い耐熱性を要求される研磨加工用途に極めて有用である。