(57)【要約】【課題】長期間使用した場合であっても、研磨力を確保できる洗浄ブロック及びその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の洗浄ブロックの製造方法は、発泡体にバインダー樹脂が含浸した洗浄ブロックの製造方法であって、発泡体を、１０倍以上の密度になるように圧縮した状態で樹脂を含浸させる含浸工程を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡体にバインダー樹脂を含浸させた洗浄ブロックの製造方法であって、
前記発泡体を、１０倍以上の密度になるように圧縮した状態で前記バインダー樹脂を含浸させる含浸工程を備える、洗浄ブロックの製造方法。
【請求項２】
含浸時の前記バインダー樹脂の粘度は、４０００ｍＰａ・ｓ以下である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記バインダー樹脂は、砥粒を含有する、請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記バインダー樹脂は、硬化性樹脂であり、前記発泡体に含浸させた後、硬化させる硬化工程を更に備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記バインダー樹脂は、前記発泡体の硬さをＳＨ、前記バインダー樹脂の固化又は硬化後の硬さをＲＨとしたときに、下記式（１）の関係を満たすバインダー樹脂である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
３＜ＳＨ／ＲＨ＜１８・・・（１）
【請求項６】
発泡体にバインダー樹脂を含浸させた洗浄ブロックであって、
前記洗浄ブロック全容積に対して、２０容積％以上１００容積％以下の領域に前記樹脂が含浸されており、
前記発泡体の硬さをＳＨ、固化又は硬化した状態の前記バインダー樹脂の硬さをＲＨとしたときに、下記式（１）の関係を満たす洗浄ブロック。
３＜ＳＨ／ＲＨ＜１８・・・（１）
【請求項７】
前記バインダー樹脂は、砥粒を含有する、請求項６に記載の洗浄ブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄ブロック及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗浄ブロックの研磨や洗浄効果を高めるために、様々な工夫が施されている。例えば、特許文献１には、軟質合成樹脂フォームに砥粒を固着して構成される研磨材において、該フォームの表面に塗布された接着剤層と、該接着剤層に一部が接触して固着された露呈した砥粒とを有する研磨剤が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−００６３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の研磨剤においては、軟質合成樹脂フォームの表面に、砥粒が固着された接着剤層が塗布されている。この接着剤層は、研磨剤を使用しているうちに、軟質合成樹脂フォームから剥離、すなわち摩耗するため、長期間研磨力を確保することが難しい。
【０００５】
そこで、本発明は、長期間使用した場合であっても、研磨力を確保できる洗浄ブロック及びその製造方法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】
【０００６】
本発明は、発泡体にバインダー樹脂を含浸させた洗浄ブロックの製造方法であって、発泡体を、１０倍以上の密度になるように圧縮した状態でバインダー樹脂を含浸させる含浸工程を備える、洗浄ブロックの製造方法を提供する。
【０００７】
発泡体へのバインダー樹脂の含浸性を高めるためには、バインダー樹脂の粘度を下げてから含浸させる方法が考えられるが、本発明者らは、単にバインダー樹脂の粘度を下げて発泡体にバインダー樹脂を含浸させただけでは、十分な含浸性が得られないこと、そして、十分な含浸性が得られないため、洗浄ブロックの使用により砥粒が固着された接着剤層、すなわちバインダー樹脂が含浸した層が摩耗し、比較的早期に洗浄ブロックの研磨力が低下することを見出した。また、本願発明の製造方法のように、（１）発泡体を、１０倍以上の密度になるように圧縮した状態でバインダー樹脂を含浸させることで初めて、バインダー樹脂を発泡体の内部まで十分含浸させることが可能になること、（２）この結果、洗浄ブロックの使用により洗浄ブロックの表面層が磨耗しても、新たな研磨面が更に露出することができるようになること、（３）これらにより、洗浄ブロックの耐久性を保持できること、を見出した。したがって、本発明の製造方法により、長期間使用した場合であっても、研磨力を確保できる洗浄ブロックの提供が可能となる。
【０００８】
本発明の製造方法によれば、スポンジ等の発泡体の表面に不織布等の硬い素材を備えた洗浄ブロックを製造する場合と比べて、不織布を製造する工程、及び発泡体と不織布とを張り合わせる工程が不要であることから、安価に洗浄ブロックを製造できる。
【０００９】
本発明の洗浄ブロックの製造において、含浸時の上記バインダー樹脂の粘度は、４０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。この場合、より発泡体の内部までバインダー樹脂を含浸させることができるため、バインダー樹脂の含浸領域を広げることができる。この結果、洗浄ブロックの使用により洗浄ブロックの表面層が摩耗しても、摩耗後に露出する新たな表面にはバインダー樹脂が存在するため、洗浄ブロックの耐久性を保持できる。
【００１０】
バインダー樹脂は、砥粒を含有することが好ましい。これにより、得られる洗浄ブロックの研磨力を更に高めることができる。また、バインダー樹脂に砥粒を含有させることで、バインダー樹脂とともに砥粒を発泡体の内部に定着させることが可能となる。この結果、洗浄ブロックの耐久性に加え、優れた研磨力を保持することができる。
【００１１】
バインダー樹脂は、硬化性樹脂であり、含浸の後、硬化させる硬化工程を更に備えることが好ましい。この場合、バインダー樹脂は、硬化前には塗着可能な液体であるが硬化後に剛性を有する固体に変化するため、発泡体内にバインダー樹脂を定着し易くなる。
【００１２】
バインダー樹脂は、発泡体の硬さをＳＨ、バインダー樹脂の硬さをＲＨとしたときに、下記式（１）の関係を満たすバインダー樹脂であることが好ましい。
３＜ＳＨ／ＲＨ＜１８・・・（１）
なお、バインダー樹脂の硬さとは、バインダー樹脂が非硬化性樹脂の場合は固化後の、硬化性樹脂の場合は硬化後の硬さであり、ビッカース硬さ試験方法（ＪＩＳ−Ｚ２２４４）に準拠して求められる。ビッカース硬さ試験方法では、バインダー樹脂自体を固化又は硬化させたものを切り取って試験片とすることができる。また、スポンジにバインダー樹脂を含侵させて少なくとも１ｍｍ角程度のバインダー樹脂を剥ぎ取ることができる場合、この剥ぎ取ったバインダー樹脂を試験片としてもよい。どちらの方法で得た試験片を用いても、形状が整っていれば支持用の治具を使うことなく測定することができる。また、剥ぎ取ったバインダー樹脂を試験片とする場合、試験片の形状によっては、試験台の上に安定しておくことができるよう、下面を研磨して平らにした上で試験を行う必要がある。なお、バインダー樹脂が砥粒を含有する場合は、砥粒を含有した状態のバインダー樹脂について測定する。また、発泡体の硬さと、バインダー樹脂の硬さとは、同一温度（２５℃）で測定した硬さを意味する。
【００１３】
ＳＨ及びＲＨが上記の範囲である場合、発泡体に含浸させたバインダー樹脂が発泡体内に定着しやすくなる。この結果、当該方法で製造した洗浄ブロックは、洗浄ブロックの使用により洗浄ブロックの表面層が摩耗しても、摩耗後に露出する新たな表面はバインダー樹脂が存在し、洗浄ブロックの耐久性を保持できる。
【００１４】
また、本発明の洗浄ブロックは、発泡体にバインダー樹脂が含浸した洗浄ブロックであって、洗浄ブロック全容積に対して、２０容積％以上１００容積％以下の領域に樹脂が含浸しており、発泡体の硬さをＳＨ、固化又は硬化した状態のバインダー樹脂の硬さをＲＨとしたときに、下記式（１）の関係を満たす。
３＜ＳＨ／ＲＨ＜１８・・・（１）
【００１５】
バインダー樹脂の含浸容積が上記範囲であると、洗浄ブロックに多くのバインダー樹脂が含浸している。また、ＳＨ及びＲＨが上記の範囲を満たす場合、洗浄ブロックは、バインダー樹脂が発泡体の内部まで含浸されている。この結果、洗浄ブロックの表面層が摩耗しても、摩耗後に露出する新たな表面にはバインダー樹脂が存在するため、洗浄ブロックの耐久性を保持できる。
【００１６】
本発明における樹脂は、砥粒を含有することが好ましい。この場合、洗浄ブロックの研磨力を更に高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、長期間使用した場合であっても、研磨力を確保できる洗浄ブロック及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る洗浄ブロックの一実施形態を示す模式断面図である。
【図２】本発明に係る洗浄ブロックの別の実施形態を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２０】
図１は、本発明に係る洗浄ブロック１０の好適な一実施形態を示す模式断面図である。図１に示すように、洗浄ブロック１０は、発泡体１の片面に、バインダー樹脂が含浸した樹脂層２を有している。また、洗浄ブロック１０は、樹脂層２の内部又は樹脂層２の一部と接触するように、砥粒３を備えている。
【００２１】
洗浄ブロック１０は、発泡体１の硬さをＳＨ、樹脂層２のバインダー樹脂の硬さをＲＨとしたときに、下記式（１）の関係を満たすバインダー樹脂を用いる。
３＜ＳＨ／ＲＨ＜１８・・・（１）
ＳＨ及びＲＨが上記の範囲を満たす場合、バインダー樹脂が発泡体１の内部まで含浸されているため、樹脂層２の表面が摩耗しても、摩耗後に露出する新たな表面はバインダー樹脂が存在し、洗浄ブロックの耐久性を保持できる。このため、長期間使用しても研磨力を確保できる洗浄ブロックの提供が可能である。但し、発泡体１の硬さは、ＪＩＳ−Ｋ６４００−２、樹脂層２のバインダー樹脂の硬さはＪＩＳ−Ｚ２２４４にそれぞれ準じて測定した硬さを用いる。また、上記ＳＨ及びＲＨの範囲は、洗浄ブロック１０の耐久性を向上させる観点から、ＳＨ／ＲＨは、３より大、または９より大であることができ、１８未満、または１２未満であることができる。
【００２２】
洗浄ブロック１０は、洗浄ブロック１０全容積に対して、２０容積％以上１００容積％以下の領域にバインダー樹脂が含浸している。発泡体１へのバインダー樹脂の含浸がこの範囲内であれば、洗浄ブロック１０の使用により樹脂層２が磨耗しても、洗浄ブロック１０の耐久性を保持できる。従来の洗浄ブロックと比べて、耐久性は、洗濯耐久性で３．５倍改善した。また、上記バインダー樹脂の含浸範囲は、２０容積％以上、または３０容積％以上であることができ、９０容積％以下、１００容積％未満または１００容積％以下であることができる。
【００２３】
洗浄ブロック１０中にバインダー樹脂を含浸させた部分の容積比（ｖ）は、洗浄ブロック１０全体の密度をＡ、発泡体１部分のみ密度をＢ、樹脂層２部分のみの密度をＣとしたときに、Ｃ×ｖ＋Ｂ×（１−ｖ）＝Ａで求められるから、バインダー樹脂を含浸させた部分の容積％はｖ×１００の値となる。
【００２４】
続いて、洗浄ブロック１０の各構成要素について説明する。
【００２５】
発泡体１としては、発泡ポリウレタンなどの多孔体を用いることができる。バインダー樹脂を発泡体１に含浸させやすくするために、発泡体１のセル密度（単位面積あたりのセル数）は、ＪＩＳ−Ｋ６４００−１に規定されるセル数１０個／インチ以上５０個／インチ以下であることが好ましい。また、洗浄ブロック１０の使いやすさの観点から、発泡体１の圧縮残留歪みが５％以上２０％以下であることが好ましい。
【００２６】
洗浄ブロック１０に含浸させるバインダー樹脂は、硬化性樹脂として、湿気硬化型ウレタン樹脂、２液硬化型ウレタン樹脂、熱硬化型アクリル樹脂、光硬化型アクリル樹脂、２液硬化型アクリル樹脂、熱硬化型フェノール樹脂、付加加硫型シリコーン樹脂、過酸化物硬化型シリコーン樹脂、硬化型フェノール樹脂を用いることができる。２液硬化型ウレタン樹脂としては、ウレタンプレポリマーと、ポリオールやポリアミン等の硬化剤とからなるものが例示でき、ポリオールとウレタンプレポリマーからはポリウレタン樹脂が、ポリアミンとウレタンプレポリマーからは、ポリウレタンウレア樹脂が形成される。硬化型フェノール樹脂としては、加熱硬化型のレゾール樹脂、加熱硬化型のノボラック樹脂が挙げられ、これらはヘキサメチレンテトラミン等の硬化剤を含んでいてもよい。非硬化性樹脂としては、非硬化型アクリル樹脂、非硬化型ウレタン樹脂、非硬化型シリコーン樹脂等を用いることができる。中でも、発泡体１との良好な投錨性を確保する点から硬化型樹脂としては２液硬化型ウレタン樹脂、熱硬化型フェノール樹脂が好ましい。
【００２７】
バインダー樹脂の粘度は、含浸時に４０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。この場合、この場合、発泡体のより内部まで樹脂を含浸させることができるため、より洗浄ブロック１０の耐久性を保持できる。該粘度は、４０００ｍＰａ・ｓ以下、３０００ｍＰａ・ｓ以下、または２５００ｍＰａ・ｓ以下とすることができ、５００ｍＰａ・ｓ以上、１０００ｍＰａ・ｓ以上、または１５００Ｐａ・ｓ以上とすることができる。なお、ここで言う粘度は、ＪＩＳ−Ｋ７１１７−１に準じて測定した場合の粘度を指す。バインダー樹脂は含浸するときに上記粘度であればよく、例えば、バインダー樹脂が室温で固形である場合は、有機溶剤や水等の媒体で液状にするか、加熱などにより液状にすることができる。
【００２８】
砥粒３は、酸化アルミニウム、シリコンカーバイド、二酸化ケイ素、塩化ビニル、メラニン樹脂などからなる研磨砥粒を使用することができる。砥粒３は、平均粒子径が３０μｍ以上２００μｍ以下の範囲ものが好ましい。砥粒の平均粒子径が３０μｍ以上であると、十分な研磨力が得られ、該平均粒子径が２００μｍ以下であると研磨キズが深く入りすぎることを回避できる。なお、用途によっては、３０μｍ未満、または２００μｍより大であっても適用可能である。
【００２９】
砥粒３の含有量は、バインダー樹脂と砥粒３を１００重量％として、０重量％以上、８０重量％以下の範囲で用いることが好ましい。砥粒３の含有量が８０重量％を超えると、バインダー樹脂が発泡体１に含浸しにくくなる傾向がある。
【００３０】
続いて、洗浄ブロック１０の製造方法について説明する。洗浄ブロック１０の製造方法は、発泡体１を、１０倍以上の密度になるように圧縮した状態でバインダー樹脂を含浸させる工程（含浸工程）と発泡体１にバインダー樹脂を含浸させた後、硬化させる工程（硬化工程）とを備える。バインダー樹脂を硬化させる工程は、任意の工程ではあるが、バインダー樹脂として硬化性樹脂を用いた場合は適用することが好ましい。
【００３１】
含浸工程では、まず、バインダー樹脂と砥粒３とを、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの溶媒に溶解又は分散させてバインダー樹脂溶液を製造する。このとき用いる溶媒としては、上述のジメチルホルムアミドの他、例えば、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド等の溶媒を用いることができる。
【００３２】
次いで、発泡体１を１０倍以上の密度になるように圧縮しながら、上述のように作製したバインダー樹脂溶液に発泡体１を含浸させる。発泡体１を上下方向のみ圧縮する場合は、発泡体１の高さが１／１０になるように圧縮する。圧縮手段は特に制限されないが、例えば、コーターロール、ニップロールなどにより一定厚さに圧縮する方法が挙げられる。バインダー樹脂を発泡体１に含浸させる方法としては、ロールコーター法及びディッピング法などの公知の方法を用いることができる。
【００３３】
硬化工程では、常温乾燥又はオーブン中で加熱乾燥し、含浸させたバインダー樹脂を硬化させる。バインダー樹脂として、熱硬化型および２液硬化型樹脂を用いた場合は、含浸工程ののち、オーブンなどの乾燥設備を用いて規定の温度、時間を掛け硬化させるのが望ましい。また、光硬化型および湿気硬化型樹脂を用いた場合、上記に加湿または光照射の設備を加えた工程で硬化させるのが望ましい。非硬化型樹脂を用いた場合には、乾燥設備を必要としない場合もあり、含浸工程のみで硬化させることもできる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で以下のような様々な変形が可能である。
【００３５】
図２は、本発明に係る洗浄ブロック１０の別の実施形態を示す模式断面図である。本実施形態の洗浄ブロック１０は、片面にのみ樹脂層２を有しているが、図２に示すように、洗浄ブロック１０の両面に樹脂層２を有していても構わない。この場合の発泡体１にバインダー樹脂を含浸させた部分の容積％も、上述した容積比（ｖ）を求める式から算出することができる。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例及び比較例によって本発明を説明するが、本発明の範囲はこれらによって限定されるものではない。
【００３７】
表１及び表２に示す発泡体、バインダー樹脂をそれぞれ用意した。
【００３８】
発泡体としては、表１に示す３種類の発泡体（ＱＴ，ＳＧＣ，ＳＫ）を用いた。なお、発泡体の（ａ）伸び及び（ｂ）引っ張り強さは、それぞれＪＩＳ−Ｋ６４００−５に準じて測定した。（ｃ）硬さについては、ＪＩＳ−Ｋ６４００−２に準じて測定した。
【００３９】
【表１】
2013146438.tif 000003
発泡体ＱＴ（発泡ポリウレタン樹脂ＱＴ（アキレス株式会社））
発泡体ＳＧＯ（発泡ポリウレタン樹脂ＳＧＯ（イノアック株式会社））
発泡体ＳＫ（発泡ポリウレタン樹脂ＳＫ（イノアック株式会社））
【００４０】
バインダー樹脂としては、表２に示す３種類（Ａ，Ｂ，Ｃ）を用いた。バインダー樹脂の（ｅ）硬さは、ＪＩＳ−Ｚ２２４４に準じて測定した。なお、硬さの測定温度は２５℃である。
【００４１】
【表２】
2013146438.tif 000004
バインダー樹脂Ａ
４，４’−メチレンジアニリンと、アジプレンＢＬ１６（ケムチュラ社製、商品名、ＴＤＩとＰＴＭＧとを反応させたのち、メチルエチルケトオキシムでブロックさせたウレタンプレポリマー）との混合物を加熱反応させたもの
バインダー樹脂Ｂ
４，４’−メチレンジアニリンと、ハイプレンＬ−３１５Ｋ（三井武田ケミカル社製、製品名、ブロック型ウレタンポリマー）との混合物を加熱反応させたもの
バインダー樹脂Ｃ
ショウノールＢＲＬ−２２７Ａ（昭和高分子社製、製品名、フェノール樹脂）
【００４２】
次いで、表３及び表４に示す発泡体、バインダー樹脂を採用した洗浄ブロックを作製した。１８ｍｍの厚さに調整した洗浄ブロックを、ロールコーターを用いて１．５ｍｍの厚みに圧縮しながら、コーターロールより表３および表４に記載の粘度のバインダー樹脂（Ａ，Ｂ，Ｃ）を転載塗布した。さらに、８０℃〜１２０℃の雰気下に１０〜１５分保持し、バインダー樹脂を硬化させた。樹脂硬化後、幅７５ｍｍ、長さ１２０ｍｍの大きさに調整し、評価サンプルとした。表３中、「密度比」とは、圧縮後の洗浄ブロックの厚さに対する圧縮前の洗浄ブロックの厚さを表す。
【００４３】
（耐久性の評価）
得られた各洗浄ブロックの耐久性を確認するために、アンカー効果と洗濯耐久性を評価した。得られた評価結果を用いた発泡体とバインダー樹脂、ＳＨ／ＲＨ値、及びバインダー樹脂の含浸容積とともに表３に示す。なお、アンカー効果と洗濯耐久性は、下記の評価方法により求めた。
（１）アンカー効果：得られたサンプルを長手方法に手で持ち、５０回握り潰す動作を繰返した後の樹脂層２のはく離状態を目視にて観察した。はく離のない場合を○、はく離がある場合を×とした。
（２）洗濯耐久性：秤量したサンプル１個と、パワースポンジＮｏ.２００１（住友スリーエム製、製品名）４個とを３０リットルの水とともに、ＪＩＳ−Ｃ９８１１に規定する標準洗濯機に仕込み、２０分間起動させ洗濯処理した。処理後、サンプルを適当な方法で乾燥させた後、再度秤量し、処理前後の重量変化率を％で示した。重量減少率が５％未満を○、５％以上１０％未満を△、１０％以上を×とした。
【００４４】
【表３】
2013146438.tif 000005
【００４５】
【表４】
2013146438.tif 000006
【符号の説明】
【００４６】
１…発泡体、２…樹脂層、３…砥粒、１０…洗浄ブロック。
【図１】
2013146438.tif 000007
【図２】
2013146438.tif 000008