(57)【要約】【課題】研磨性を容易に向上することができる研磨ロール、及び研磨ロールの製造方法を提供する。【解決手段】研磨ロールは、軸方向に延びる芯部材と、芯部材に複数巻回された不織布のシート部材を有する研磨部と、を備える研磨ロールであって、シート部材には、当該シート部材の厚み方向に貫通する貫通部が複数形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びる芯部材と、
前記芯部材に複数巻回された不織布のシート部材を有する研磨部と、を備える研磨ロールであって、
前記シート部材には、当該シート部材の厚み方向に貫通する貫通部が複数形成される、研磨ロール。
【請求項２】
前記シート部材は、第１の方向に延びると共に第２の方向に配列された複数の領域に区画され、
一対の前記領域同士の間には、前記第１の方向に延びる境界部が形成され、
前記境界部には、前記第１の方向に延びる前記貫通部が形成され、
前記第２の方向に隣り合う一対の前記領域同士は、前記貫通部の前記第１の方向における端部側に形成された接続部にて互いに接続されている、請求項１に記載の研磨ロール。
【請求項３】
前記境界部には、第１の方向に互いに離間して配置された複数の前記貫通部が形成され、
前記第２の方向に隣り合う一対の前記領域同士は、前記貫通部間に形成された前記接続部にて互いに接続され、
前記領域に対して前記第２の方向における一方側に形成された前記境界部の前記接続部と、他方側に形成された前記境界部の前記接続部とは、前記第１の方向において異なる位置に配置されている、請求項２に記載の研磨ロール。
【請求項４】
前記第１の方向は、前記軸方向であり、
前記第２の方向は、前記シート部材の巻回方向である、請求項２又は３に記載の研磨ロール。
【請求項５】
前記第１の方向は、前記シート部材の巻回方向であり、
前記第２の方向は、前記軸方向である、請求項２又は３に記載の研磨ロール。
【請求項６】
厚み方向に貫通する貫通部が複数形成される不織布のシート部材を準備する工程と、
軸方向に延びる芯部材に前記シート部材を複数巻回する工程と、
前記芯部材に巻回された前記シート部材を固着させる工程と、を備える、研磨ロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨ロール、及び研磨ロールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、芯部材に不織布のシートを複数巻回することで構成される研磨ロールが知られている。例えば、特許文献１の研磨ロールは、対象物を外周面に当接させた状態で回転することで、対象物を研磨するのに用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２０１２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述の様な研磨ロールにおいては、研磨性が向上することで、対象物を効率よく研磨することができる。また、そのような研磨ロールの研磨性の向上が、簡易な構造によってなされることが求められる。以上より、研磨ロールの研磨性を容易に向上することが要請されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一形態に係る研磨ロールは、軸方向に延びる芯部材と、芯部材に複数巻回された不織布のシート部材を有する研磨部と、を備える研磨ロールであって、シート部材には、当該シート部材の厚み方向に貫通する貫通部が複数形成される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、研磨性を容易に向上することができる研磨ロール、及び研磨ロールの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係る研磨ロールの側面図である。
【図２】図２は、研磨ロールの外周面を径方向から見た図である。
【図３】図３は、巻回されていない状態のシート部材を示す図である。
【図４】図４は、芯部材にシート部材を巻回するための装置を示す概略図である。
【図５】図５は、シート部材を芯部材に巻回したロール体を示す図である。
【図６】図６は、シート部材に接着液を付着させるための装置を示す概略図である。
【図７】変形例に係る研磨ロールの外周面を径方向から見た図である。
【図８】変形例に係る研磨ロールの外周面を径方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【０００９】
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る研磨ロール１について説明する。図１は、研磨ロールの側面図である。図２は、研磨ロール１を外周方向から見た部分拡大図である。図１に示すように、研磨ロール１は、芯部材１２と、研磨部１３と、を備える。なお、本実施形態では、研磨ロール１の中心を中心軸線ＣＬとし、当該中心軸線ＣＬが延びる方向を「軸方向」と称する場合がある。
【００１０】
芯部材１２は、軸方向に沿って延びる円筒状の部材である。芯部材１２は、後述の不織布のシート部材１４を巻き付けるときの芯として機能する。芯部材１２は、例えば、鉄非鉄材料等によって構成される。
【００１１】
研磨部１３は、芯部材１２に複数巻回された不織布のシート部材１４（図３参照）を有する。シート部材１４が芯部材１２周りに複数回、らせん状に巻き付けられる。これにより、研磨部１３は、径方向において複数層のシート部材１４が重ね合わせられた構造を有することとなる。研磨部１３は、芯部材１２の外周側に形成された円環状の部材である。研磨部１３は、軸方向に対向する一対の端面１３ａ，１３ｂと、端面１３ａ，１３ｂ間で延びて外周側に形成される外周面１３ｃと、を有する。研磨部１３は、外周面１３ｃにて対象物を研磨する。研磨部１３の寸法は特に限定されず、研磨部１３の幅方向の寸法（端面１３ａ，１３ｂ間の寸法）は、３〜１４００ｍｍ程度としてよく、研磨部１３の直径は５０〜１０００ｍｍ程度としてよい。なお、中心軸線ＣＬ周りの周方向であって、シート部材１４が巻回されている方向を「巻回方向」と称する場合がある。
【００１２】
研磨部１３に用いられる不織布として、例えば、ポリアミド（例えば、ポリカプロラクタムやポリヘキサメチルアジパミドから構成されるナイロン６及びナイロン６，６）、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン及びポリエチレン）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、及びポリカーボネートのような熱可塑性有機繊維から構成されたものを用いてよい。ナイロン及びポリエステル繊維から構成された不織布が一般に使用される。
【００１３】
繊維の太さは、一般に直径１９〜２５０μｍ程度である。不織布の厚さは一般に２〜５０ｍｍ程度である。配列された繊維は、交差、接触点が摩擦力、接着力等によって互いに結合されている。繊維同士の接着は繊維自体が溶融することで行われてよく、別途接着剤を用いて行われてもよい。
【００１４】
不織布には研磨粒子が含まれる。研磨粒子は、公知のあらゆる研磨材、ならびにかかる材料の組み合わせおよび凝集物を含む。柔らかい研磨材としては、限定されないが、フリント、シリカ、軽石、および炭酸カルシウムなどの無機材料、ならびにポリエステル、ポリ塩化ビニル、メタクリレート、メチルメタクリレート、ポリカーボネート、およびポリスチレンなどの有機ポリマー材料、ならびに上記の材料のいずれかの組み合わせが挙げられる。硬い研磨材としては、限定されないが、酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウムおよび白色酸化アルミニウムなどの酸化アルミニウム、ならびに炭化ケイ素、アルミナジルコニア、ダイヤモンド、セリア、立方晶窒化ホウ素、ざくろ石、および上記の組み合わせが挙げられる。
【００１５】
接着剤は、不織布の繊維同士又は不織布の繊維と研磨粒子とを結合させるために用いる。不織布の繊維同士を結合させる接着剤は、不織布の繊維と研磨粒子とを結合させる接着剤と異なるものでもよいし、同じものでもよい。同じ接着剤を用いる場合は、製法上、不織布の繊維同士の結合と、不織布の繊維と研磨粒子との結合を同時に行ってもよい。
【００１６】
不織布の繊維同士を結合させる接着剤は、熱硬化性接着剤の例としてエポキシ、メラミン、フェノール、イソシアネート及びイソシアヌレート樹脂の水性懸濁液及び有機溶剤溶液、あるいはＳＢＲ、ＳＢＳ、ＳＩＳなどのゴム系ポリマー溶液又は懸濁液を使用することも出来る。これらは浸漬コーティング法、ロールコーティング法、及びスプレーコーティング法等によって繊維に塗布し、硬化させて不織布とする。
【００１７】
図２に示すように、研磨部１３を構成するシート部材１４には、当該シート部材１４の厚み方向に貫通する貫通部１６が複数形成される。貫通部１６は、図４に示すような装置を用いてシート部材１４を巻き取り、スリット６を広げることによって形成されるものである。研磨部１３の外周面１３ｃに現れる貫通部１６は、最外周に巻かれたシート部材１４に形成されたものである。従って、貫通部１６からは、最外周のシート部材１４の一枚分だけ内周側に巻かれたシート部材１４が露出する。なお、最外周のシート部材１４を「シート部材１４Ａ」と称し、シート部材１４Ａより一枚分だけ内周側に巻かれたシート部材１４を「シート部材１４Ｂ」と称する場合がある。このような構成により、研磨部１３の外周面１３ｃには、シート部材１４Ａの貫通部１６の縁部と、当該貫通部１６から露出するシート部材１４Ｂによって、浅い溝部が複数形成される。
【００１８】
貫通部１６は、第１の方向Ｄ１に延びる形状を有している。すなわち、貫通部１６は、もともとスリット６であったものを広げることによって形成されたものであるため、略楕円状、ひし形形状を含む略矩形状などの形状を有している。貫通部１６は、第１の方向Ｄ１の両端側に端部１６ａ，１６ａを有する。この端部１６ａ，１６ａは、広げる前のスリット６の第１の方向Ｄ１における両端部に該当する。貫通部１６は、第１の方向Ｄ１に所定のピッチで設けられており、第１の方向Ｄ１と直交する第２の方向に所定のピッチで設けられている。本実施形態においては、第１の方向Ｄ１は、中心軸線ＣＬが延びる軸線方向に該当する。第２の方向Ｄ２は、シート部材を巻き付ける方向である巻回方向に該当する。
【００１９】
研磨部１３を構成するシート部材１４は、第１の方向Ｄ１に延びると共に第２の方向に配列された複数の領域３に区画される。一対の領域３同士の間には、第１の方向Ｄ１に延びる境界部４が形成される。図２においては、一部の境界部４に対して仮想線を付している。境界部４は、径方向から見たときに、第１の方向Ｄ１に真っ直ぐに延びる直線をなしている。なお、研磨ロール１の全周に境界部４の仮想線を付した場合、当該境界部４の仮想線は、円を描く。この境界部４は、複数の貫通部１６のうち、第１の方向Ｄ１に所定ピッチで並んでいる貫通部１６に対して設定された基準線として定義される。この基準線としての境界部４は、第１の方向Ｄ１に並んだ各貫通部１６の中心位置を通過し、端部１６ａ，１６ａを通過するように設定されたラインである。ただし、製造誤差の関係で、端部１６ａ，１６ａの位置はずれる場合があってよく、境界部４の仮想線が完全に端部１６ａ，１６ａと重ならなくともよい。
【００２０】
以上のように、「境界部」は、第１の方向に並ぶ複数の貫通部１６の略中央位置を通過するような仮想線を設定した場合、当該仮想線に該当する。また、「領域」は、このような境界部４と境界部４とで仮想的に区切られた部分である。領域３は、研磨部１３の外周面１３ｃの全周にわたって設定された帯状の領域となる。なお、図４に示すように、巻回されていない状態の帯状のシート部材１４では、境界部４は、直線状のスリット６を通過する仮想線によって定義される。領域３は、シート部材１４の延在方向において、スリット６が形成されていない領域として設定される。
【００２１】
上述の様に境界部４は第１の方向Ｄ１に並ぶ貫通部１６に基づいて設定されたものである。従って、境界部４には、第１の方向に延びる複数の貫通部１６が形成される。境界部４において、複数の貫通部１６は、第１の方向Ｄ１に互いに離間して配置される。この貫通部１６と貫通部１６とが離間した位置は、領域３同士を接続する接続部７として機能する。従って、第２の方向Ｄ２に隣り合う一対の領域３同士は、貫通部１６間に形成された接続部７にて互いに接続されている。
【００２２】
すなわち、「接続部」は、境界部４の仮想線上のうち、貫通部１６が形成されていない部分に該当する。接続部７は、各領域３を第２の方向に広げるような力を付与したときにも、貫通部１６のように開口が広がることなく、隣り合う領域３同士が離れないように固定した部分である。
【００２３】
本実施形態では、領域３に対して第２の方向Ｄ２における一方側に形成された境界部４の接続部７と、他方側に形成された境界部４の接続部７とは、第１の方向Ｄ１において異なる位置に配置されている。なお、「異なる位置」とは、接続部７における第２の方向Ｄ２の中央位置が互いに異なっていればよく、第２の方向Ｄ２における一部が重なり合っていてもよい。領域３に対して第２の方向Ｄ２における一方側に形成された境界部４の貫通部１６と、他方側に形成された境界部４の貫通部１６とは、第１の方向Ｄ１において異なる位置に配置されている。すなわち、互いに隣り合う境界部４同士については、一方の境界部の貫通部１６と、他方の境界部４の貫通部１６とが、千鳥状の位置関係となっている。このように、複数の貫通部１６（巻回前はスリット６）が千鳥状に配置されている構造を、スキップスリットと称する場合がある。本実施形態では、一つ飛ばして隣り合う境界部４同士では、貫通部１６及び境界部４が互いに同じ位置に配置される。すなわち、一対の境界部４が一セットとなって、貫通部１６の千鳥配置パターンを形成している。
【００２４】
上述のように構成された領域３、貫通部１６、及び接続部７の寸法は特に限定されないが、例えば、次のように設定してよい。領域３の第２の方向Ｄ２における寸法は、１〜１００ｍｍであってよく、５〜５０ｍｍであってよい。貫通部１６の第１の方向における寸法は、１〜１００ｍｍであってよく、５〜５０ｍｍであってよい。接続部７の第１の方向における寸法は、１〜１００ｍｍであってよく、５〜５０ｍｍであってよい。なお、巻回されているシート部材１４のうち、外周部のシート部材１４にのみ貫通部１６（すなわちスリット６）が形成されていてもよい。
【００２５】
次に、図４〜図７を参照して、本実施形態に係る研磨ロール１の製造方法について説明する。当該製造方法では、まず、厚み方向に貫通する貫通部１６（スリット６）が複数形成される不織布のシート部材１４を準備する工程が実行される。この工程では、図４にしめされるように、千鳥状に配列された複数のスリット６が形成されたシート部材１４が準備される。ただし、図４では、シート部材１４の幅寸法は、完成品の研磨ロール１の軸方向の大きさに設定されているが、この段階でのシート部材は、図４に示す寸法よりも大きな幅寸法（研磨ロール１の数個分の幅寸法）に設定される。なお、この工程の段階で、不織布のシート部材１４には研磨粒子及びそれを固着させる接着剤が含まれている。
【００２６】
次に、軸方向に延びる芯部材１２にシート部材１４を複数巻回する工程が実行される。ただし、この段階での芯部材１２は、研磨ロール１の数個分の長さを有している。例えば、図４に示すようなワインディング装置５０によって、ドライワインディングがなされる。ワインディング装置５０は、スリット６形成済みのシート部材１４のロール体５１を保持する部分を有する。ワインディング装置５０は、ロール体５１からシート部材１４を送り出し、複数個のローラーを介して、巻き取り部５２へシート部材１４を案内する。巻き取り部５２は、芯部材１２にシート部材１４を複数回数、巻き付けることでロール体５４を形成する。なお、このとき、シート部材１４は、スリット６（図４参照）を広げるような張力を付与された状態で巻き付けられる。なお、巻き付けたシート部材１４がロール体５４から外れないように所定の方法で固定してよい。
【００２７】
次に、芯部材１２に巻回されたシート部材１４を固着させる工程が実行される。この工程は、図５に示すようなロール体５４のシート部材１４に対して接着剤等を塗布する工程と、当該接着剤を硬化することでシート部材１４を固着させる工程と、を含む。ロール体５４のシート部材１４に接着剤等を塗布する方法として、図６に示す方法が採用される。この方法は、浸漬層６１でロール体５４を接着液に浸漬させることで、ロール体５４に接着液を付着させることで実行される。
【００２８】
次に、ロール体５４を軸方向における複数箇所で切断することにより、複数個の研磨ロール１を形成する工程が実行される。この工程では、ロール体５４が切断装置に設置される。そして、切断装置は、ロール体５４の固着されたシート部材１４及び芯部材１２を所定の寸法に切断する。固着されたシート部材１４は、研磨部１３として構成される。なお、ロール体５４を切断する工程は実行されなくともよく、ロール体５４をそのまま研磨ロール１として用いてもよい。以上により、図１に示す研磨ロール１が得られる。
【００２９】
次に、本実施形態に係る研磨ロール１の作用・効果について説明する。
【００３０】
研磨ロール１は、軸方向に延びる芯部材１２と、芯部材１２に複数巻回された不織布のシート部材１４を有する研磨部１３と、を備える研磨ロール１であって、シート部材１４には、当該シート部材１４の厚み方向に貫通する貫通部１６が複数形成される。
【００３１】
この研磨ロール１において、シート部材１４には、当該シート部材１４の厚み方向に貫通する貫通部１６が複数形成される。この場合、研磨面として機能する研磨部１３の外周面１３ｃには、最外周のシート部材１４Ａの貫通部１６が形成される。これにより、研磨部１３の外周面１３ｃには、シート部材１４Ａの貫通部１６の縁部と、当該貫通部１６から露出するシート部材１４Ｂによって、浅い溝部が複数形成される。従って、研磨ロール１が対象物を研磨する際、外周面１３ｃの溝部のエッジ部分（貫通部１６の縁部のエッジ）の作用により、研磨力が上昇する。また、研磨された対象物の粒子が溝部に流れ込んで逃げることができるため、研磨面に粒子が詰まることによる研磨力の低下が抑制される。また、シート部材１４に貫通部１６を形成するだけの簡単な構成により、このような研磨性の向上を図ることができる。以上により、研磨性を容易に向上することができる。
【００３２】
研磨ロール１において、シート部材１４は、第１の方向Ｄ１に延びると共に第２の方向Ｄ２に配列された複数の領域３に区画され、一対の領域３同士の間には、第１の方向Ｄ１に延びる境界部４が形成され、境界部４には、第１の方向Ｄ１に延びる貫通部１６が形成され、第２の方向Ｄ２に隣り合う一対の領域３同士は、貫通部１６の第１の方向Ｄ１における端部側に形成された接続部７にて互いに接続されていてよい。これにより、研磨部１３の外周面１３ｃにて、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２に貫通部１６を配列させることができる。従って、外周面１３ｃの広い範囲にわたって、前述のような研磨性の向上を図ることができる。また、接続部７が各領域３を互いに接続しているため、上述のような貫通部１６が形成されている場合でも、研磨部１３の最外周のシート部材１４Ａの破れなどの破損を抑制できる。
【００３３】
研磨ロール１において、境界部４には、第１の方向Ｄ１に互いに離間して配置された複数の貫通部１６が形成され、第２の方向Ｄ２に隣り合う一対の領域３同士は、貫通部１６間に形成された接続部７にて互いに接続され、領域３に対して第２の方向Ｄ２における一方側に形成された境界部４の接続部７と、他方側に形成された境界部４の接続部７とは、第１の方向Ｄ１において異なる位置に配置されていてよい。例えば、第２の方向Ｄ２において貫通部１６が密集する箇所では、前述の研磨性の向上効果を得やすい反面、シート部材１４の強度が低下し易い。一方、第２の方向Ｄ２において接続部７が密集する箇所では、シート部材１４の強度を確保し易い反面、研磨性の向上効果を得にくい。従って、接続部７を千鳥状に配置することにより、研磨部１３の外周面１３ｃの広い範囲にわたって、研磨性の向上効果と、シート部材１４の強度の確保の効果をバランス良く得ることができる。
【００３４】
研磨ロール１において、第１の方向Ｄ１は、シート部材１４の巻回方向であり、第２の方向Ｄ２は、軸方向であってよい。この場合、シート部材１４のスリット６を適切な大きさに広げて貫通部１６とするためには、芯部材１２へシート部材１４を巻回する際に、シート部材１４に対して軸方向へ所定の大きさのテンションをかけた状態で巻回を行う。一方、芯部材１２へシート部材１４を巻回する際に、シート部材１４に巻回方向へテンションをかけても、貫通部１６が広がり過ぎない。従って、シート部材１４への巻回方向へのテンションを十分に確保した上で、芯部材１２へシート部材１４を巻回することができる。
【００３５】
本実施形態に係る研磨ロール１の製造方法は、厚み方向に貫通する貫通部１６が複数形成される不織布のシート部材１４を準備する工程と、軸方向に延びる芯部材１２にシート部材１４を複数巻回する工程と、芯部材１２に巻回されたシート部材１４を固着させる工程と、を備える。
【００３６】
このような研磨ロール１の製造方法によれば、上述の研磨ロール１と同様な作用・効果を得ることができる。
【００３７】
本発明は上述の実施形態に限定されるものでは無く、適宜変更されてよい。
【００３８】
貫通部１６の配列構造は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、図７に示すような構成を採用してもよい。図７では、第１の方向Ｄ１は、軸方向であり、第２の方向Ｄ２は、シート部材１４の巻回方向であってよい。これにより、貫通部１６は、軸方向に延びており、且つ、巻回方向に配列される。この場合、シート部材１４の巻回方向に沿って見た場合に、研磨部１３の外周面１３ｃの軸方向の全域に対して貫通部１６が存在する状態となる。従って、対象物の加工面に対して、研磨ロール１の全幅にわたって貫通部１６を確保することができる。また、図７に示すように、貫通部１６は軸方向に複数設けられていなくともよく、図８に示すように、大きな貫通部１６が軸方向に一つ形成されていてもよい。
【００３９】
また、領域３に対して第２の方向Ｄ２における一方側に形成された境界部４の接続部７と、他方側に形成された境界部４の接続部７とは、第１の方向Ｄ１において互いに同位置に配置されていてもよい。このように、貫通部１６は必ずしも千鳥配置でなくともよい。また、図２及び図７に示す実施形態では、二つの境界部４が一セットとなって、貫通部１６の千鳥配置パターンを形成していた。これに代えて、更に多数の境界部４が一セットとなって、貫通部１６の千鳥配置パターンを形成してもよい。あるいは、貫通部１６の配列パターンは特に規則的なもので無くともよい。
【００４０】
また、上述の実施形態では、第１の方向Ｄ１のみに延びる貫通部１６が形成されていた。これに加えて、第２の方向Ｄ２に延びる貫通部１６を追加で形成してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…研磨ロール、３…領域、４…境界部、７…接続部、１２…芯部材、１３…研磨部、１４…シート部材、１６…貫通部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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