JP5780770B2 - 不織布研磨ロール及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、不織布研磨ロール及びその製造方法に関する。

従来、金属条材等の表面を研磨するための研磨ロールとして、回転工具の回転軸（スピンドル）が挿入される貫通孔が形成された円筒状の研磨ロールが用いられている（例えば、特許文献１）。このような研磨ロールとしては、例えば、特許文献１の図５に記載されているようなラミネート形式、フラップ形式、渦巻き形式等の研磨ロールが知られている。

特許文献１に記載の研磨ロールは、主としてラミネート形式の研磨ロールであり、ディスクシートの積層体を積層方向に圧縮し、接着剤で硬化した構造を有している（特許文献１の図４等を参照）。そして、特許文献１には、特定の製造方法によって、ブラシ基材が均一密度になっている圧縮固化物の研磨ディスクブラシを製造することが提案されている。

特開平９−２０１２３２号公報

ところで、従来、特許文献１に記載のような研磨ロールを用いて金属条材等の表面を研磨すると、ブラシ基材は均一密度の圧縮固化物であるにも関わらず、チャターマークのような周期的な研磨痕が生じてしまう場合があった。

本発明は、上記のような研磨痕の発生を抑制でき、高度に均一な研磨が可能な不織布研磨ロール及びその製造方法を提供することを目的とする。また本発明は、上記不織布研磨ロールを備える研磨機及び上記不織布研磨ロールを用いた研磨製品の製造方法を提供することを目的とする。

特許文献１に記載のような研磨ロールには、通常、回転工具の回転軸に設けられたキーと嵌合するキー溝が、回転軸が挿入される貫通孔に設けられている。本発明者らは、研磨ロールの外周から貫通孔までの距離（すなわち、不織布の厚み）が、当該キー溝が設けられた部分とキー溝が設けられていない部分とで異なることが、上記研磨痕が発生する要因であることを見いだし、本発明を完成するに至った。

本発明は、研磨機の回転軸が挿入される貫通孔を有し、当該貫通孔の内面と上記回転軸とが嵌合して上記回転軸のトルクが伝達される不織布研磨ロールであって、上記貫通孔をなす開口を中央部にそれぞれ有する複数の円形不織布と、上記貫通孔をなす開口を中央部にそれぞれ有し、上記円形不織布の外径より小さい外径を有する複数の円板と、を備え、上記複数の円形不織布及び上記複数の円板は、上記円板が１枚又は２枚以上の上記円形不織布の開口側を挟むように積層され、積層方向に押圧された状態で接着剤により相互に接着されており、上記円板は、上記積層方向と垂直な方向からの圧力に対する圧縮変形率が上記円形不織布より小さい、不織布研磨ロールを提供する。

従来の研磨ロールでは、上述のように貫通孔の形状が外周部での研磨性能に影響して研磨痕が発生するが、本発明の不織布研磨ロールでは、積層方向と垂直な方向からの圧力に対する圧縮変形率が小さい円板が円形不織布の開口側を挟むように積層されているため、外周部での研磨性能は、貫通孔の形状ではなく円板の形状からの影響を受けるようになる。そして、外周部をなす円形不織布及びその開口側に積層された円板は、いずれも貫通孔をなす開口を中央部に有する円形の形状であるため、外周部における円板の形状からの影響は十分に均一なものとなる。そのため、本発明によれば、チャターマークのような周期的な研磨痕の発生を十分に抑制でき、均一な研磨を行うことができる。

また、本発明の不織布研磨ロールは、円形不織布及び円板が、積層方向に押圧された状態で接着剤により相互に接着されているため、高硬度の被研磨物に対して、高研磨負荷にて研磨を行うことができる。

本発明の不織布研磨ロールにおいて、上記積層方向の長さ１ｍあたりに積層された上記円板の総厚みは、１０〜６０ｃｍとすることができる。これにより、外周部での研磨性能に対する貫通孔の形状の影響を一層低減することができるため、研磨痕の発生を一層低減でき、一層均一な研磨が可能となる。

本発明の不織布研磨ロールにおいて、上記円板は、略等間隔に積層することができる。このような不織布研磨ロールは、積層方向における研磨性能にムラが生じることを十分に抑制することができる。なお、ここで上記円板は、不織布研磨ロールの積層方向における被研磨物と接触する範囲において略等間隔に積層されていればよく、必ずしも不織布研磨ロールの全体にわたって等間隔に積層される必要はない。

本発明の不織布研磨ロールにおいて、上記円板の開口から上記円板の外周までの距離は、５ｍｍ以上とすることができる。このような円板によれば、後述する円筒状の低変形率構造がより確実に形成されるため、研磨痕の発生を一層低減でき、一層均一な研磨が可能となる。

本発明はまた、研磨機の回転軸が挿入される貫通孔を有し、当該貫通孔の内面と上記回転軸とが嵌合して上記回転軸のトルクが伝達される不織布研磨ロールの製造方法であって、上記貫通孔をなす開口を中央部にそれぞれ有する複数の円形不織布と上記貫通孔をなす開口を中央部にそれぞれ有する複数の円板を、上記円板が１枚又は２枚以上の上記円形不織布の開口側を挟むように積層する積層工程と、上記積層工程で積層された上記円形不織布及び上記円板を、積層方向に押圧した状態で接着剤により相互に接着する接着工程と、を備え、上記円板は、上記円形不織布の外径より小さい外径を有し、上記積層方向と垂直な方向からの圧力に対する圧縮変形率が上記接着工程を経た上記円形不織布より小さい、不織布研磨ロールの製造方法を提供する。

本発明の不織布研磨ロールの製造方法によれば、上記本発明の不織布研磨ロールを容易に製造することができる。

本発明の不織布研磨ロールの製造方法は、上記積層工程の前に、上記円形不織布に接着剤を含浸させる含浸工程を更に備えていてもよい。このような製造方法によれば、円形不織布に均一に接着剤が含浸されるため、接着工程で接着したとき接着剤の硬化物が均等に分布するようになる。そのため、このような製造方法により製造された不織布研磨ロールは、研磨性能に一層優れるものとなる。

本発明はまた、上記本発明の不織布研磨ロールを備える研磨機を提供する。このような研磨機は、本発明の不織布研磨ロールを備えるため、チャターマークのような研磨痕の発生を十分に抑制し、被研磨物を高度に均一に研磨することができる。

本発明はさらに、上記本発明の不織布研磨ロールを用いて被研磨物を研磨する工程を備える、研磨製品の製造方法を提供する。このような製造方法によれば、チャターマークのような研磨痕の発生が十分に抑制され、均一に研磨された研磨製品を製造することができる。

本発明によれば、研磨痕の発生を抑制でき、高度に均一な研磨が可能な不織布研磨ロール及びその製造方法を提供することができる。

本発明に係る不織布研磨ロールに回転軸が挿入された組立を示す図である。 本発明に係る不織布研磨ロールに回転軸が挿入された組立を示す図である。 本発明に係る円形不織布を例示する模式図である。 本発明に係る円板を例示する模式図である。 本発明に係る不織布研磨ロールの製造工程の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る不織布研磨ロールの製造工程の一実施形態を示す模式図である。 圧縮変形率Ｔ_１の測定方法を示す模式図である。 確認試験で用いた研磨ロールサンプルを示す模式断面図である。 確認試験で行った圧縮テストの概要を示す模式図である。 確認試験で行った金属板の研磨の概要を示す模式図である。 確認試験９における圧縮ひずみと圧縮荷重の関係を示す図である。 確認試験１０における圧縮ひずみと圧縮荷重の関係を示す図である。 確認試験１１における圧縮ひずみと圧縮荷重の関係を示す図である。 確認試験１２及び１３における圧縮ひずみと圧縮荷重の関係を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。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。

図１及び図２は、本発明に係る不織布研磨ロール１００に回転軸６が挿入された状態を示す図である。図１及び図２において、不織布研磨ロール１００は、研磨機の回転軸６が挿入される貫通孔を有している。回転軸６は、そのトルクを不織布研磨ロール１００に伝達するためのキー突起３を有し、不織布研磨ロール１００の貫通孔は、キー突起３を含む回転軸６と嵌合する形状を有している。

不織布研磨ロール１００は、中央部に開口を有する円形不織布１と円板２とが積層した円筒構造を有し、円形不織布１と円板２とがそれぞれ有する開口により、貫通孔が形成されている。円板２は、円形不織布１より小さい外径を有しており、二枚の円板２が、二枚の円形不織布１の開口側を挟むように積層されている。そして、円形不織布１及び円板２は、積層方向に押圧された状態で接着剤により相互に接着され、一体的に固定化されている。

ここで、不織布研磨ロール１００においては、二枚の円板２が二枚の円形不織布１を挟むように積層されているが、積層態様はこれに限定されない。例えば、円板２は、一枚の円形不織布１を挟むように積層されていてもよく、三枚以上の円形不織布１を挟むように積層されていてもよい。

不織布研磨ロール１００の積層方向の長さ１ｍあたりに含まれる円板２の総厚みは、好ましくは１０〜６０ｃｍであり、より好ましくは２５〜４５ｃｍである。このような割合で円板を積層することで、外周部での研磨性能に対する貫通孔の形状の影響を一層低減することができるため、研磨痕の発生を一層低減でき、一層均一な研磨が可能となる。このような総厚みとするため、円板２の積層枚数は、例えば、上記積層方向の長さ１ｍあたり５０〜３００枚とすることができる。

不織布研磨ロール１００においては、円板２は略等間隔に積層されている。ここで、円板２は必ずしも等間隔に積層される必要はなく、例えば、一枚の円形不織布１を挟むように積層した箇所と、２枚以上の円形不織布１を挟むように積層した箇所と、があってもよい。積層方向の研磨性能が一層均一になることから、円板２は、略等間隔に積層されていることが好ましい。ここで略等間隔とは、例えば、複数の円板２が、それぞれ同じ枚数の円形不織布１を挟むように積層されている状態をいう。

不織布研磨ロール１００は、円形不織布１と円板２とが積層した円筒構造の両端において、フランジ４及びロックナット５により回転軸６と平行な方向へのずれが生じないよう固定されている。

円板２の外径は、フランジ４の外径より小さいことが好ましい。不織布研磨ロール１００の使用限界径は、円板２の外径又はフランジ４の外径のいずれか大きい方に依存する。このとき円板２の外径がフランジ４の外径より大きいと、外観から使用限界径を確認することが困難となる。一方、円板２の外径がフランジ４の外径より小さいと、フランジ４の外径に基づき、外観から使用限界径を確認することができる。

不織布研磨ロール１００において、円板２の積層方向と垂直な方向からの圧力に対する圧縮変形率Ｔ_２は、円形不織布１の積層方向と垂直な方向からの圧力に対する圧縮変形率Ｔ_１より小さい。ここで、圧縮変形率Ｔ_１及びＴ_２は、積層方向に押圧され、接着剤により固化された状態における圧縮変形率であり、後述する圧縮変形率の測定方法により求められる値である。

従来の研磨ロールでは、上述のように貫通孔の形状が外周部での研磨性能に影響して研磨痕が発生するおそれがあるが、不織布研磨ロール１００では、積層方向と垂直な方向からの圧力に対する圧縮変形率が小さい円板２が円形不織布１の開口側を挟むように積層されているため、外周部での研磨性能は、貫通孔の形状ではなく円板２の形状からの影響を受けるようになる。そして、外周部をなす円形不織布１及びその開口側に積層された円板２は、いずれも中央部に開口を有する円形の形状であるため、外周部における円板２の形状からの影響は、十分に均一なものとなる。そのため、不織布研磨ロール１００によれば、チャターマークのような周期的な研磨痕の発生を十分に抑制でき、高度に均一な研磨を行うことができる。

なお、円板２が複数枚の円形不織布１を挟むように積層されている場合（円板２が一定の間隔をあけて積層されている場合）であっても上記効果は奏される。この理由は、以下のように考えられる。すなわち、円形不織布１の内周部（円板２に挟まれた部分）は、外周部より圧縮された状態となり、外周部より圧縮変形率が小さくなると考えられる。そのため、不織布研磨ロール１００の内周部には、円板２と高圧縮の円形不織布１とからなる、円筒状の低変形率構造が形成され、これが外周部の研磨性能への影響の主要因となってキー等の貫通孔の形状による影響が低減されると考えられる。

また、不織布研磨ロール１００は、円形不織布１及び円板２が、積層方向に押圧された状態で接着剤により相互に接着されているため、高硬度の被研磨物に対して、高研磨負荷にて研磨を行うことができる。

不織布研磨ロール１００の外周部における不職布密度は、０．１〜１．０ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、０．３〜０．８ｇ／ｃｍ^３であることがより好ましい。不織布密度が上記範囲であると、一層高研磨負荷での研磨が可能となる。なお、不織布密度は、単位体積当たりの重量を測定して求めることができる。

不織布研磨ロール１００においては、円板２が積層方向全体にわたって積層されているため、不織布研磨ロール１００のいずれの位置で被研磨物を研磨しても、上記の効果が奏される。なお、被研磨物が、不織布研磨ロール１００の一部としか接触しない場合においては、円板２は必ずしも不織布研磨ロール１００の積層方向全体にわたって積層されている必要はなく、被研磨物と接触する範囲において積層されていればよい。

（圧縮変形率Ｔ_１の測定方法）
図７は、圧縮変形率Ｔ_１の測定方法を示す模式図である。圧縮変形率Ｔ_１の測定においては、まず図７（ａ）に示すような高さＨ_１、幅Ｗ、長さＬの試験ブロック２００を用意する。試験ブロック２００は、円形不織布１と同素材の矩形不織布４１が複数積層されたものであり、試験ブロック２００において矩形不織布４１は、円形不織布１と同様に、積層方向に押圧された状態で接着剤により相互に接着されている。なお、試験ブロック２００は、不織布研磨ロール１００の外周部の不織布密度と同じ不織布密度になるよう、押圧及び接着される。

次いで、図７（ｂ）に示すように、試験ブロック２００を設置台５１上に設置し、押圧器５２で高さ方向に圧縮荷重１Ｎ／ｍｍ^２で押圧し、押圧後の高さＨ_２を測定する。そして、押圧前の高さＨ_１及び押圧後の高さＨ_２から、下記式（Ｉ）により、圧縮変形率Ｔ_１を求める。
Ｔ_１＝（Ｈ_１−Ｈ_２）×１００／Ｈ_１ （Ｉ）

（圧縮変形率Ｔ_２の測定方法）
圧縮変形率Ｔ_２は、上記試験ブロック２００にかえて、円板２と同素材の複数の矩形板を、積層及び接着して、高さＨ_３、幅Ｗ、長さＬの試験ブロックを用意する。なお、該試験ブロックは、通常、上記圧縮変形率Ｔ_１の測定方法における試験ブロック２００と同条件で押圧及び接着されるが、円板２が積層方向による押圧によって圧縮しない素材からなる場合（積層方向への押圧の有無によって圧縮変形率Ｔ_２が変化しないと考えられる場合）には、単に上記矩形板を積層及び接着して試験ブロックを作製してもよい。

次いで、圧縮変形率Ｔ_１の測定方法と同様に設置台５１上に試験ブロックを設置し、押圧器５２で高さ方向に圧縮荷重１Ｎ／ｍｍ^２で押圧し、押圧後の高さＨ_４を測定する。そして、押圧前の高さＨ_３及び押圧後の高さＨ_４から、下記式（ＩＩ）により圧縮変形率Ｔ_２を求める。
Ｔ_２＝（Ｈ_３−Ｈ_４）×１００／Ｈ_３ （ＩＩ）

圧縮変形率Ｔ_１は、不織布密度が高いほど小さくなる。圧縮変形率Ｔ_２は、圧縮変形率Ｔ_１より小さいことが必要であり、好ましくは２％以下、より好ましくは１．８％以下、さらに好ましくは１．６％以下である。

図３は、本発明に係る円形不織布を例示する模式図であり、図４は、本発明に係る円板を例示する模式図である。

図３（ａ）の円形不織布１１は、図４（ａ）の円板２１と組合せて用いられる。円形不織布１１は、中央部に開口１４ａを有している。また、円板２１は、中央部に開口２４ａを有している。開口１４ａと開口２４ａとは略同一形状であって、円形不織布１１と円板２１とが積層された際には、該開口１４ａ及び開口２４ａにより研磨機の回転軸が挿入される貫通孔が形成される。すなわち、開口１４ａ及び開口２４ａは、研磨機の回転軸の断面形状と略同一形状であって、それぞれ回転軸のキー突起と嵌合するキー溝を有している。

図３（ｂ）の円形不織布１２は、図４（ｂ）の円板２２と組合せて用いられる。円形不織布１２は、中央部に開口１４ｂを有している。また、円板２２は、中央部に開口２４ｂを有している。開口１４ｂと開口２４ｂとは略同一形状であって、円形不織布１２と円板２２とが積層された際には、該開口１４ｂ及び開口２４ｂにより研磨機の回転軸が挿入される貫通孔が形成される。すなわち、開口１４ｂ及び開口２４ｂは、研磨機の回転軸の断面形状と略同一形状であって、円形不織布１２及び円板２２においては、それぞれ回転軸のキー溝と嵌合するキー突起が設けられている。

図３（ｃ）の円形不織布１３は、図４（ｃ）の円板２３と組合せて用いられる。円形不織布１３は、中央部に開口１４ｃを有している。また、円板２３は、中央部に開口２４ｃを有している。開口１４ｃと開口２４ｃとは略同一形状であって、円形不織布１３と円板２３とが積層された際には、該開口１４ｃ及び開口２４ｃにより研磨機の回転軸が挿入される貫通孔が形成される。すなわち、開口１４ｃ及び開口２４ｃは、研磨機の回転軸の断面形状と略同一形状である。円形不織布１３及び円板２３においては、開口１４ｃ及び開口２４ｃは六角形状であり、このような円形不織布１３及び円板２３は、断面形状が六角形である回転軸を備える研磨機に設置するための、不織布研磨ロールを製造するために用いられる。

円形不織布の開口及び円板の開口の形状は、図３及び図４に示す形状に限定されず、例えば、三角形、四角形等であってもよく、キー突起を一つ又は二つ以上有する回転軸と嵌合するような形状であってもよく、キー溝を一つ又は二つ以上有する回転軸と嵌合するような形状であってもよい。開口がどのような形状であっても、上述した本発明の効果は有効に奏される。

円板の外径は、円形不織布の外径より小さければ特に限定されないが、例えば、円板の開口から円板の外周までの最短距離Ｌ_２を５ｍｍ以上とすることができる。最短距離Ｌ_２を５ｍｍ以上とすることで、上述した円筒状の低変形率構造がより確実に形成されるため、研磨痕の発生を一層低減でき、一層均一な研磨が可能となる。最短距離Ｌ_２を５ｍｍ以上であれば、後述するいずれの素材であっても円板の強度が十分に得られる。

最短距離Ｌ_２は、５〜１００ｍｍとすることもできる。不織布研磨ロール１００は、研磨に用いると円形不織布１のみで構成された外周部が徐々に磨耗していくが、円形不織布１と円板２とが積層された内周部に達する直前まで使用することができる。そのため、上記最短距離Ｌ_２を１００ｍｍ以下とすることで、使用可能な外周部が少なくすることができ、使用限界径を小さくすることができる。

また、円板の厚さは、１〜５ｍｍとすることができる。円板の厚さを上記範囲とすることで、不織布研磨ロールの外周部における円形不織布の密度が十分に高くなるとともに、円板の強度が十分に高くなるため、高硬度の被研磨物を高研磨負荷で研磨するためにより好適な不織布研磨ロールが得られる。

本実施形態における円形不織布は、例えば、不織布基材と該不織布基材に担持された研磨材とを備えるものである。不織布基材としては、例えば、ポリアミド（例えば、ナイロン６、ナイロン６，６等）、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート等）、ポリカーボネート、等の樹脂からなる有機繊維から構成された不織布が挙げられる。有機繊維の太さは、例えば、直径１９〜２５０μｍとすることができる。

研磨材としては、例えば、ＳｉＣ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_５等からなるセラミック砥粒が挙げられるが、これに限定されず、被研磨物に応じて適宜変更することができる。なお、セラミック砥粒の直径は、例えば、０．１〜１０００μｍとすることができる。

円形不織布は、例えば、不織布基材に、研磨材を含有する研磨組成物を含浸させ、乾燥及び／又は硬化させることによって製造することができる。研磨組成物の例としては、研磨材と、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等のバインダーポリマーと、キシレンやカルビトール等のバインダーポリマーを溶解する溶剤と、を含むものが挙げられ、必要に応じてさらに硬化剤を含んでいてもよい。

このような研磨組成物を不織布基材に含浸させた後、例えば、加熱炉にて溶剤を除去するとともにバインダーポリマーを硬化させて、研磨材を不織布基材に担持することができる。

円形不織布は、例えば、シート状の不織布基材に研磨材を担持させた後、該シート状の不織布基材を図３に記載の形状等に打ち抜き加工して、個片化することによって得ることができる。また、図３に記載の形状等に加工した不織布基材に、研磨材を担持させて得ることもできる。

本実施形態における円板は、上記圧縮変形率Ｔ_２が圧縮変形率Ｔ_１より小さくなるようなものであれば特に限定されないが、例えば、高圧縮紙、ハードボード、プラスチックボード、紙にフェノール樹脂を含浸させ、必要に応じて積層して硬化したもの（紙フェノール基板、ベークライト板）、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、ベニア板、パーティクルボード、金属板、等を、図４に記載の形状に成形したものを用いることができる。

不織布研磨ロールを使用する際、例えば被研磨物の表面に水を流しながら研磨する場合があるため、円板としては耐水性を有するものが好ましい。

円形不織布１と円板２とは、接着剤により相互に接着され、一体的に固定化されている。ここで、接着剤としては、例えば、硬化性樹脂と硬化剤とを含有する接着剤が挙げられる。

硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。これらのうち、エポキシ樹脂としては、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、ナフタレン系エポキシ樹脂、フルオレンエポキシ樹脂、グリシジルアミン化合物等が挙げられる。

硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、酸ヒドラジド、ボラントリフロライド錯体、イミダゾール化合物、アミンイミド、鉛塩等が挙げられ、これらのうちジシアンジアミドが特に好適に用いられる。

接着剤は、例えば、積層前の円形不織布に含浸されたものであってもよく、積層後の円形不織布に含浸したものであってもよい。円形不織布への含浸は、例えば、接着剤と溶剤とからなる接着剤組成物を円形不織布に塗布し、必要に応じて乾燥等をすることによって行うことができる。

図５及び図６は、本発明に係る不織布研磨ロールの製造工程の一実施形態を示す模式断面図である。なお、図５及び図６においては、図３（ａ）及び図（４）で示した円形不織布１１と円板２１とを用いた不織布研磨ロールの製造方法を示す。

本実施形態に係る製造方法では、まず、図５（ａ）に示すように、円形不織布１１と円板２１とを、円板２１が円形不織布１１の開口側を挟むように積層する。ここで、円形不織布１１と円板２１とは、それぞれが有する開口１４ａ及び開口２４ａが、図１に示すように回転軸６と嵌合する貫通孔を形成するように積層される必要がある。そのため、回転軸６そのもの、又は回転軸６と同形状のダミーシャフト７に嵌めこむようにして、円形不織布１１と円板２１とを積層する。

ダミーシャフト７を軸として積層された円形不織布１１と円板２１は、保持具３２によって積層方向の両端部を保持される。ここで、保持具３２には、中央部にダミーシャフト７が貫通する貫通孔が設けられており、積層方向（ダミーシャフト７の軸方向）に自在に移動可能となっている。

次いで、円形不織布１１と円板２１は、保持具３２の一方に設置された押圧手段３１によって、保持具３２を介して積層方向に押圧される。押圧された円形不織布及び円板２１は、図５（ｂ）に示すようにボルト３３によって保持具３２とともに固定される。

次いで、図６（ａ）に示すようにダミーシャフト７を離脱し、保持具３２によって積層方向に押圧された状態を維持したまま、接着剤により円形不織布１１と円板２１とを相互に接着する。積層前の円形不織布１１に接着剤が含浸されている場合には、保持具３２によって保持された図６（ａ）に示す状態で、加熱炉に供され、乾燥・硬化することができる。また、積層前の円形不織布１１に接着剤を含浸していない場合には、保持具３２によって保持された図６（ａ）の状態で、接着剤組成物を円形不織布１１に含浸させた後、乾燥・硬化することができる。

上記のように接着剤により接着された円形不織布１及び円板２は、一体的に固定化されているため、図６（ｂ）に示すように保持具３２から離脱させることができる。このようにして得られた不織布研磨ロールは、貫通孔８を有しており、図６（ｃ）に示すように、研磨機の回転軸６を貫通孔８に挿入して用いることができる。

本実施形態に係る研磨機は、上記不織布研磨ロールを備えるものであり、不織布研磨ロール以外の構成は、従来の研磨ロールを備える研磨機と同様のものとすることができる。

また、本実施形態によれば、上記不織布研磨ロールを用いて被研磨物を研磨する工程を備える製造方法によって、研磨製品を製造することができる。被研磨物としては特に限定されないが、本実施形態に係る不織布研磨ロールが高硬度の被研磨物の研磨に好適に用いることができることから、例えば、金属条材等が挙げられる。

なお、金属条材の研磨においては、従来の研磨ロールを用いた場合に上記研磨痕が生じやすい。このような点からも、金属条材の研磨には、本実施形態に係る不織布研磨ロールを好適に用いることができる。

金属条材としては、例えば、銅、鉄、アルミニウム、及びこれらの合金等の条材が挙げられる。

［確認試験］
下記の確認試験１〜８に示すとおり、圧縮変形率を測定した。次いで、下記確認試験９〜１３に示すとおり、研磨ロールサンプルの圧縮テストを行った。そして、確認試験１４〜１６に示すとおり、研磨ロールサンプルを用いた研磨テストを行った。

（確認試験１〜４）
矩形不織布として、不織布基材が繊維太さ４０μｍのナイロン６，６であり、研磨材が粒子径７５〜２５０ミクロンの酸化アルミニウム粒子であり、バインダーポリマーがフェノール樹脂である矩形不織布Ａ（縦２０ｍｍ、横２５ｍｍ）を用意した。

次いで、この矩形不織布Ａを用いて高さ（Ｈ_１）２０ｍｍ、幅（Ｗ）２５ｍｍ、長さ（Ｌ）２５ｍｍの試験ブロック１〜４を作製し、それぞれの試験ブロックについて上記の測定方法に従い圧縮変形率Ｔ_１を測定した。なお、試験ブロック１〜４は、不織布密度がそれぞれ０．５ｇ／ｃｍ^３、０．６ｇ／ｃｍ^３、０．７ｇ／ｃｍ^３．０．８ｇ／ｃｍ^３となるように作製した。測定された圧縮変形率を、表１に示す。

（確認試験５）
矩形板として、厚さ２．５ｍｍの高圧縮紙からなる矩形板Ｂ_１（縦２０ｍｍ、横２５ｍｍ）を用意した。次いで、この矩形板Ｂ_１を用いて高さ（Ｈ_１）２０ｍｍ、幅（Ｗ）２５ｍｍ、長さ（Ｌ）２５ｍｍの試験ブロック５を作製し、上記の測定方法に従い圧縮変形率Ｔ_２を測定した。測定された圧縮変形率を、表１に示す。

（確認試験６）
矩形板として、厚さ２ｍｍのベークライト板からなる矩形板Ｂ_２（縦２０ｍｍ、横２５ｍｍ）を用意した。次いで、この矩形板Ｂ_２を用いて高さ（Ｈ_１）２０ｍｍ、幅（Ｗ）２５ｍｍ、長さ（Ｌ）２５ｍｍの試験ブロック６を作製し、上記の測定方法に従い圧縮変形率Ｔ_２を測定した。測定された圧縮変形率を、表１に示す。

（確認試験７）
矩形不織布Ａと矩形板Ｂ_１とを、２：１の割合で交互に積層し、矩形板Ｂ_１に挟まれた矩形不織布Ａの不織布密度が０．８ｇ／ｃｍ^３となるように積層方向に押圧して接着剤により接着し、高さ（Ｈ_１）２０ｍｍ、幅（Ｗ）２５ｍｍ、長さ（Ｌ）２５ｍｍの試験ブロック７を作製した。なお、作製された試験ブロック７において、矩形板Ｂ_１は、積層方向の１ｍあたり１６０枚の割合で積層されていた。この試験ブロック７について、確認試験１〜６と同様に圧縮変形率を測定した。測定された圧縮変形率を表１に示す。

（確認試験８）
短径不織布Ａと矩形板Ｂ_２とを、２：１の割合で交互に積層し、矩形板Ｂ_２に挟まれた矩形不織布Ａの不織布密度が０．７ｇ／ｃｍ^３となるように積層方向に押圧して接着剤により接着し、高さ（Ｈ_１）２０ｍｍ、幅（Ｗ）２５ｍｍ、長さ（Ｌ）２５ｍｍの試験ブロック８を作製した。なお、作製された試験ブロック８において、矩形板Ｂ_２は、積層方向の１ｍあたり１６０枚の割合で積層されていた。この試験ブロック８について、確認試験１〜６と同様に圧縮変形率を測定した。測定された圧縮変形率を表１に示す。

（確認試験９〜１１）
図８（ａ）は、確認試験９で用いる小型の研磨ロールサンプルの模式断面図である。研磨ロールサンプル３００には円形不織布１のみが積層されており、研磨ロールサンプル３００において円形不織布１は、不織布密度が０．５ｇ／ｃｍ^３となるように積層方向に押圧された状態で接着剤により相互に接着されている。なお、円形不織布１としては、確認試験１〜４の矩形不織布Ａと同素材のものを用いた。

図８（ｂ）は、確認試験１０及び１１で用いる小型の研磨ロールサンプルの模式断面図である。研磨ロールサンプル３１０には円形不織布１及び円板２が、２：１の割合で交互に積層されており、円形不織布１及び円板２は、研磨ロールサンプル３１０の外周部の不織布密度が０．５ｇ／ｃｍ^３となるように、積層方向に押圧された状態で接着剤により相互に接着されている。なお、円形不織布１としては確認試験１〜４の矩形不織布Ａと同素材のものを用いた。また、円板２としては、確認試験１０では矩形板Ｂ_１と同じ高圧縮紙からなる円板を用い、確認試験１１では矩形板Ｂ_２と同じベークライト板からなる円板を用いた。以下、確認試験１０の研磨ロールサンプルを「研磨ロールサンプル３１１」といい、確認試験１１の研磨ロールサンプルを「研磨ロールサンプル３１２」という。

研磨ロールサンプル３００、研磨ロールサンプル３１１及び研磨ロールサンプル３１２は、それぞれ、直径ａが１４７ｍｍ、対向するキー突起３を含めた長さｂが１７０である回転軸６が挿入される貫通孔を有し、外径ｃが２３０ｍｍとなるよう設計した。また、研磨ロールサンプル３１１及び研磨ロールサンプル３１２の円板２の外径ｄは、２１０ｍｍとした。なお、各研磨ロールサンプルはいずれも１００ｍｍ幅とした。

上記の各研磨ロールサンプルについて、図９（ａ）に示すように圧縮テストを行った。圧縮テストにおいては、保持具６１に研磨ロールサンプルを設置し、押圧器６２で所定の圧縮荷重で押圧した。圧縮荷重を３Ｎ〜１０００Ｎまで変更して、各圧縮荷重における圧縮ひずみをそれぞれ測定した。なお、研磨ロールサンプルは、回転軸からのびるシャフト９において保持具６１に保持されている。

このような圧縮テストを、図９（ｂ）に示すように、キーが存在する方向（キー方向）Ｄ_１及びキーが存在しない方向（キー間方向）Ｄ_２の二方向で実施し、圧縮される方向による圧縮ひずみの違いを比較した。研磨ロールサンプル３１０の各方向での圧縮ひずみを表２に示し、研磨ロールサンプル３１１の各方向での圧縮ひずみを表３に示し、研磨ロールサンプル３１２の各方向での圧縮ひずみを表４に示す。

図１１〜１３は、各研磨ロールサンプルの圧縮ひずみと圧縮荷重との関係を示すグラフである。図１１に示すように、円板を有しない研磨ロールサンプル３００では、キー方向とキー間方向で圧縮ひずみに差が生じた。また、この差は、圧縮荷重が高いほど大きくなった。一方、図１２及び図１３に示すように、円板を有する研磨ロールサンプル３１１及び３１２では、キー方向とキー間方向との圧縮ひずみの差はほとんど生じなかった。

（確認試験１２）
確認試験９の研磨ロールサンプル３００と同様の研磨ロールサンプルを水に１２時間浸漬したものを、研磨ロールサンプル３０１とした。研磨ロールサンプル３０１について、上記と同様の圧縮テストを行い、キー方向とキー間方向の圧縮ひずみの差を比較した。結果を表５に示す。

（確認試験１３）
確認試験１１の研磨ロールサンプル３１２と同様の研磨ロールサンプルを水に１２時間浸漬したものを、研磨ロールサンプル３１３とした。研磨ロールサンプル３０３について、上記と同様の圧縮テストを行い、キー方向とキー間方向の圧縮ひずみの差を比較した。結果を表６に示す。

図１４は、研磨ロールサンプル３０１及び３１３の圧縮ひずみと圧縮荷重との関係を示すグラフである。図１４に示すように、円板を有しない研磨ロールサンプル３０３では、キー方向とキー間方向で圧縮ひずみに差が生じた。また、この差は、圧縮荷重が高いほど大きくなった。一方、円板を有する研磨ロールサンプル３１３では、水浸漬後でもキー方向とキー間方向との圧縮ひずみの差はほとんど生じなかった。

（確認試験１４〜１６）
確認試験９〜１１で作製した研磨ロールサンプルを用いて、金属板の研磨を行った。まず、図１０に示すように研磨ロールサンプル３００を用いて金属板４００を研磨した。研磨ロールサンプル３００は回転軸を介して平面研磨機に設置されており、図１０中の矢印で示す方向に回転して金属板４００を研磨する。金属板４００は、平面研磨機のピンチロール７２により一定の搬送速度で搬送されるとともに、研磨ロールサンプル３００と対向する位置に設置されたバックアップロール７１で支持されている。また、研磨ロールサンプル３００と金属板４００とが接する箇所には、潤滑材７３が噴き付けられている。なお、金属板の研磨は、下記に示す条件で行った。

＜研磨条件＞
研磨機 ：平面研磨機
回転数 ：１７００ｒｐｍ
搬送速度：６０ｍ／ｍｉｎ
研磨荷重：１００ｍｍ幅あたり、６００Ｎ
研磨回数：１回
潤滑材 ：水
金属板 ：ステンレス板（材質：ＳＵＳ３０４、サイズ：１５０×７００×１ｍｍ）

次いで、研磨ロールサンプル３００を、研磨ロール３１１及び３１２に変更し、同様にして金属板の研磨を行った。各研磨ロールで研磨した金属板について、それぞれチャターマーク等の研磨痕の有無を確認した。結果を表７に示す。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

本発明によれば、研磨痕の発生を抑制でき、均一な研磨が可能な不織布研磨ロール及びその製造方法を提供することができるとともに、上記不織布研磨ロールを備える研磨機及び上記不織布研磨ロールを用いた研磨製品の製造方法を提供することができ、産業上有用である。

１…円形不織布、２…円板、３…キー突起、４…フランジ、５…ロックナット、６…回転軸、７…ダミーシャフト、８…貫通孔、１１、１２、１３…円形不織布、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ…開口、２１、２２、２３…円板、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ…開口、３１…押圧手段、３２…保持具、３３…ボルト、４１…矩形不織布、５１…設置台、５２…押圧器、６１…保持具、６２…押圧器、７１…バックアップロール、７２…ピンチロール、７３…潤滑材、３００…研磨ロールサンプル、４００…金属板。

Claims (5)

1. 研磨機の回転軸が挿入される貫通孔を有し、当該貫通孔の内面と前記回転軸とが嵌合して前記回転軸のトルクが伝達される不織布研磨ロールであって、
   前記貫通孔をなす開口を中央部にそれぞれ有する複数の円形不織布と、
   前記貫通孔をなす開口を中央部にそれぞれ有し、前記円形不織布の外径より小さい外径を有する複数の円板と、
   を備え、
   前記複数の円形不織布及び前記複数の円板は、前記円板が１枚又は２枚以上の前記円形不織布の開口側を挟むように積層され、
   前記不織布研磨ロールの内周部において、前記複数の円形不織布及び前記複数の円板が、積層方向に押圧された状態で接着剤により相互に接着されており、
   前記不織布研磨ロールの外周部において、前記複数の円形不織布が、積層方向に押圧された状態で接着剤により相互に接着されており、
   前記円板の積層方向と垂直な方向からの圧力に対する圧縮変形率Ｔ _２ が、前記円形不織布の積層方向と垂直な方向からの圧力に対する圧縮変形率Ｔ _１ より小さく、
   前記円板の前記圧縮変形率Ｔ _２ が２％以下である、不織布研磨ロール。
2. 前記積層方向の長さ１ｍあたりに積層された前記円板の総厚みは、１０〜６０ｃｍである、請求項１に記載の不織布研磨ロール。
3. 前記円板は、略等間隔に積層されている、請求項１又は２に記載の不織布研磨ロール。
4. 前記円板の開口から前記円板の外周までの最短距離は、５ｍｍ以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の不織布研磨ロール。
5. 研磨機の回転軸が挿入される貫通孔を有し、当該貫通孔の内面と前記回転軸とが嵌合して前記回転軸のトルクが伝達される不織布研磨ロールの製造方法であって、
   前記貫通孔をなす開口を中央部にそれぞれ有する複数の円形不織布と前記貫通孔をなす開口を中央部にそれぞれ有する複数の円板を、前記円板が１枚又は２枚以上の前記円形不織布の開口側を挟むように積層する積層工程と、
   前記積層工程で積層された前記円形不織布及び前記円板を、積層方向に押圧した状態で接着剤により相互に接着する接着工程と、
   を備え、
   前記円板は、前記円形不織布の外径より小さい外径を有し、
   前記不織布研磨ロールは、内周部において前記複数の円形不織布及び前記複数の円板が積層方向に押圧された状態で前記接着剤により相互に接続され、外周部において前記複数の円形不織布が積層方向に押圧された状態で前記接着剤により相互に接続されており、
   前記接着工程を経た前記円板の積層方向と垂直な方向からの圧力に対する圧縮変形率Ｔ _２ が、前記接着工程を経た前記円形不織布の積層方向と垂直な方向からの圧力に対する圧力変形率Ｔ _１ より小さく、
   前記円板の前記圧縮変形率Ｔ _２ が２％以下である、不織布研磨ロールの製造方法。

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