JP6300441B2 - 円形支持板、不織布研磨ロール、ロール組立体及び研磨方法 - Google Patents

Description

本発明は、円形支持板、不織布研磨ロール、ロール組立体及び研磨方法に関する。

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。

このうち、ラミネート形式においては、特許文献１の図１に記載されているように、ディスクシートの圧縮積層体の両端に金属等の硬質なディスク板を配して、圧縮積層体を挟持することが一般的である。

特開平９−２０１２３２号公報

ラミネート形式の研磨ロールにおいては、特許文献１の図１に記載されているように、ディスクシートの圧縮積層体がディスク板より大きい外径を有することから、ディスクシートがいわゆる花開き状にふくらむという問題が生じやすい。この花開きが過度に生じると、圧縮積層体の積層方向に密度の差が生じ、研磨加工が不効率且つ不均一になる場合がある。

また、上記研磨ロールの使用限界径はディスク板の外径で決まるため、外径の大きいディスク板で圧縮積層体を挟持して花開きを抑制しようとすると、使用限界径が大きくなり、研磨ロールの寿命が短くなる。

本発明の一側面は、研磨機の回転軸が挿入される貫通孔を有する不織布研磨ロールに関するものである。この不織布研磨ロールは、上記貫通孔をなす開口を有する円形不織布が複数枚積層された研磨部と、上記研磨部の積層方向の両端にそれぞれ位置し、上記貫通孔をなす開口を有し、上記円形不織布と略同一の外径を有する２つの円形支持板と、を備える。また、この不織布研磨ロールにおいて、上記円形支持板は、押圧された状態で固化された不織布を含む。

この不織布研磨ロールでは、研磨部を挟持する円形支持板が、研磨部を構成する円形不織布と略同一の外径を有することから、研磨部における円形不織布の積層方向への広がり（すなわち、花開き）が十分に抑制される。このため、研磨部が積層方向に均一な密度を有するものとなり、高効率且つ均一な研磨加工が実現される。

また、この不織布研磨ロールは、円形支持板が押圧された状態で固化された不織布を含むものであるため、研磨加工において、円形支持板が研磨部とともに摩耗し得る。すなわち、この不織布研磨ロールにおいては、その使用限界径が円形支持板の外径に依存せず、従来の研磨ロールと比較して長期にわたって研磨加工を実施することができる。

一実施形態においては、圧縮応力Ｔ_１／Ｓ_１（Ｎ／ｍ^２）に対する上記円形支持板の厚み方向の変形率が、２０％以下である。ここで、圧縮応力Ｔ_１／Ｓ_１は、フランジと接触する上記円形支持板の面積Ｓ_１（ｍ^２）と、上記研磨部から掛かる圧縮応力Ｔ_１（Ｎ）と、から算出される単位面積当たりの圧縮応力である。また、フランジは、上記不織布研磨ロールと上記回転軸とを接合する部材である。このような変形率の円形支持板を備える不織布研磨ロールは、研磨部における円形不織布の積層方向への広がりが一層顕著に抑制される。

一実施形態においては、上記円形支持板に含まれる不織布が、該不織布に対して５〜３０質量％の接着剤により固化されている。このような不織布を含む円形支持板は、上述の変形率を満たしやすい。また、該円形支持板は、研磨加工における摩耗の度合いを十分に大きくすることができるため、該円形支持板によれば研磨加工をより効率良く実施することができる。

一実施形態においては、上記円形支持板の厚みが、上記円形支持板の外径の３〜２５％である。このような円形支持板によれば、不織布研磨ロールの研磨有効幅が十分に確保されるとともに、研磨部における円形不織布の積層方向への広がりが一層顕著に抑制される。

一実施形態において、上記円形支持板は、積層方向に押圧された状態で固化された積層体を含み、上記積層体は、積層された複数枚の上記円形不織布を含む。このような円形支持板は、研磨部をなす円形不織布と同じ円形不織布を押圧した状態で固化しているから、研磨加工における摩耗の度合いが研磨部と同程度となる。そのため、研磨加工時に円形不織布が研磨対象又はバックアップロールと接触しても、これらの摩耗や劣化が生じ難く、研磨加工をより高効率に実施できる。なお、バックアップロールは、研磨機において研磨対象の研磨面と反対側の面において、研磨対象を支持する役割をもつものである。

一実施形態では、上記研磨部において、上記貫通孔をなす開口を有し、上記円形不織布の外径以下の外径を有する円板が複数枚積層されていてもよい。

また、上記円板は、押圧された状態で固化された不織布を含むものであってよく、このとき、上記円板の外径は、上記円形不織布の外径と略同一であってよい。

本発明の第二の側面は、上記不織布研磨ロールと、上記貫通孔に挿入された回転軸と、上記不織布研磨ロールの両端で上記回転軸と上記不織布研磨ロールとを接合する２つのフランジと、を備える、ロール組立体に関する。

このようなロール組立体は、上記不織布研磨ロールを備えるため、均一な密度を有する研磨部を有し、高効率且つ均一な研磨加工を行うことができる。また、このようなロール組立体は、円形支持板が研磨加工に際し研磨部とともに摩耗し得るため、例えばフランジの外径に至るまで研磨を実施することができ、従来の研磨ロールと比較して長期にわたって研磨加工を実施することができる。

本発明の第三の側面は、研磨機の回転軸が挿入される貫通孔をなす開口を有する円形不織布が複数枚積層された研磨部を備える不織布研磨ロールにおいて、上記研磨部の端部に位置する円形支持板であって、上記貫通孔をなす開口を有し、上記円形不織布と略同一の外径を有し、押圧された状態で固化された不織布を含む、円形支持板に関する。

このような円形支持板は、不織布研磨ロールの研磨部の端部に配置され、研磨部の積層方向への広がりを抑制することができる。また、このような円形支持板は、研磨加工において研磨部とともに摩耗し得るため、不織布研磨ロールの使用限界径を増大させることなく、上記広がりを抑制することができる。すなわち、このような円形支持板によれば、高効率且つ均一な研磨を長期間にわたって実施することが可能な不織布研磨ロールが実現される。

本発明の第四の側面は、上記回転軸により回転する上記ロール組立体の研磨部に、研磨対象を接触させる工程を含む、研磨方法に関する。

このような研磨方法では、上記ロール組立体を用いているため、高効率且つ均一な研磨加工を長期間にわたって実施することができる。そのため、このような研磨方法によれば、均一に研磨された研磨対象を高効率で得ることができる。

本発明は、高効率且つ均一な研磨を長期間にわたって実施することが可能な不織布研磨ロール、該不織布研磨ロールを実現するための円形支持板、該不織布研磨ロールを備えるロール組立体、及び、該ロール組立体を用いた研磨方法を提供する。

本発明の一実施形態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。 本発明の一実施形態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模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る不織布研磨ロールに適用し得る円形支持板の例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る不織布研磨ロールに適用し得る円形不織布の例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る不織布研磨ロールに適用し得る円板の例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る不織布研磨ロールの製造方法の一例を示す図である。 本発明の一実施形態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模式断面図である。 従来のディスク板で研磨部を挟持した不織布研磨ロールの一例を示す図である。 実施例の円形支持板の圧縮応力と変形率と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、本発明の第一実施形態に係る不織布研磨ロール１００に回転軸６が挿入された組立を示す図であり、この組立全体をロール組立体ということもできる。

不織布研磨ロール１００は、円形不織布１が複数枚積層された研磨部５０と、研磨部５０の積層方向の両端にそれぞれ位置する２つの円形支持板２とを備える。不織布研磨ロール１００は、回転軸６が挿入される貫通孔を有し、貫通孔に挿入された回転軸６とフランジ４及びロックナット５によって固定されている。

回転軸６は、回転機から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を有しており、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において、円形支持板２は、円形不織布１と略同一の外径を有する。このため、不織布研磨ロール１００では、研磨部５０における円形不織布１の積層方向への広がり（すなわち花開き）が十分に抑制されている。そして、花開きが十分に抑制されている研磨部５０は、積層方向に均一な密度を有し、高効率且つ均一な研磨を実現できる。

また、不織布研磨ロール１００において、円形支持板２は、押圧された状態で固化された不織布を含むものであり、研磨加工において研磨部５０とともに摩耗し得る。そのため、不織布研磨ロール１００は、図２のｄ_１で示す厚みの範囲で研磨加工を実施することができ、従来の研磨ロールと比較して長期に亘って研磨加工を実施することができる。

なお、図８に示す従来の不織布研磨ロール１１０は、不織布研磨ロール１００の円形支持板２を、従来の硬質ディスク８に置き換えた構造を示した模式断面図である。不織布研磨ロール１１０では、硬質ディスク８により円形不織布１の積層方向への広がりを抑制しているが、硬質ディスク８は円形不織布１よりその外径が小さいため、十分な広がりの抑制が達成できない場合がある。なお、硬質ディスク８には、一般的には、プラスチック製ディスク、合板製ディスク、金属製ディスク等が用いられている。

また、不織布研磨ロール１１０では、研磨部が摩耗して硬質ディスク８と同程度の外径になると、硬質ディスク８が研磨対象又はバックアップロールと接触してしまうため、研磨加工が不可能となる。すなわち、不織布研磨ロール１１０では、図８にｄ_２で示す厚みの範囲でのみ、研磨加工を行うことができる。

なお、円形不織布１の積層方向への広がりは、例えば研磨部５０全体を接着剤等により固化することによって抑制することも可能であるが、このような方法では、研磨部５０が剛直で硬度が高いものとなる。このような研磨部５０は、高研磨負荷で高い研磨量が求められる研磨用途では好適に適用し得るが、研磨対象への馴染み性が要求されるような、低研磨負荷条件下での研磨用途では、均一な仕上げが得られ難い場合がある。

これに対して、本実施形態に係る不織布研磨ロール１００では、研磨部全体の固化等によらず、円形不織布１の積層方向への広がりを有効に抑制することができる。そのため、不織布研磨ロール１００は、研磨負荷が０．１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ（好ましくは０．５〜５ｋｇｆ／ｃｍ）の低研磨負荷条件での研磨に好適に用いることができる。

不織布研磨ロール１００においては、図２のＷ_１で示す幅で研磨加工を実施することができる。また、不織布研磨ロール１００は、円形支持板２が、研磨部５０と共に研磨対象を研磨加工できるように、研磨砥粒を含有していてもよい。この場合、不織布研磨ロール１００は、図２のＷ_２で示す幅で研磨加工を実施することもできる。なお、これに対して不織布研磨ロール１１０では、研磨部でのみ研磨加工を実施することができる。

不織布研磨ロール１００において、研磨部５０は、複数の円形不織布１と円形不織布１の外径より小さい外径を有する複数の円板７とを備え、複数の円形不織布１及び複数の円板７は、２枚の円板７が２枚の円形不織布１を挟むように略等間隔に積層されている。

ここで円板７は、円形不織布１の外径より小さい外径を有しており、円形不織布１と共に回転軸６が挿入される貫通孔をなすように開口を有しており、且つ、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円形不織布１より小さい。円板７には、研磨部５０の内周部にかかる回転軸６からのトルクを十分に支えて、研磨部５０の外周部に確実に伝達する効果がある。そのため円板７を備える研磨部５０では、研磨対象と接する外周部の形状が安定して、より均一な研磨加工が可能となる。

なお、不織布研磨ロール１００は、研磨部５０において円形不織布１が複数枚積層されていればよく、必ずしも研磨部５０が円板７を備える必要はない。すなわち、研磨部５０は、円形不織布１を複数枚積層してなるものであってよい。

図２において、研磨部５０では、２枚の円板７が２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７は、１枚の円形不織布１を挟むように積層されていてもよく、３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。

また、円板７は必ずしも等間隔に積層されている必要はなく、例えば、研磨部５０が、１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を有していてもよい。積層方向の研磨性能が一層均一になることから、円板７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７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。

円板７の外径は、フランジ４の外径より小さくすることができる。不織布研磨ロール１００の使用限界径は、場合により、円板７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７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７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。

ところで、円板７を後述のとおり押圧された状態で固化された不織布を含み、研磨加工において円形不織布１ととも摩耗し得るものとしたときは、円板７の外径はフランジ４の外径より大きくしてもよい。このような円板７を用いた場合には、円板７の外径がフランジ４の外径がより大きい場合であっても、フランジ４の外径に至るまで研磨加工を実施することができる。

研磨部５０の積層方向の長さ１ｍあたりに含まれる円板７の総厚みは、好ましくは１０〜７０ｃｍであり、より好ましくは１５〜５０ｃｍ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の均一性を一層顕著に得ることができる。このような総厚みとするため、円板７の積層枚数は、例えば円板７の厚さが２ｍｍであるとき、研磨部５０の積層方向の長さ１ｍあたり５０〜３５０枚とすることができる。

研磨部５０においては、複数枚の円形不織布１が積層されているが、該円形不織布１は積層方向に任意に圧縮されていてよい。圧縮の程度は、不織布研磨ロールの用途（研磨対象の種類等）に応じて適宜変更することができ、圧縮の程度を変更することにより、研磨部の研磨可能域（図２のｄ_１で示す厚みの範囲。使用限界径より外側の範囲ということもできる。）における不織布密度を任意に変更することができる。

研磨部５０の研磨可能域における不織布密度は、０．０５〜１．００ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、０．１〜０．７ｇ／ｃｍ^３であることがより好ましい。不織布密度は、単位体積当たりの不織布重量を測定して求めることができる。

圧縮された複数枚の円形不織布１は、研磨部５０の両端で円形支持板２によって挟持され、その形状を保持している。円形支持板２は、研磨部側の面から円形不織布１の圧縮応力を受け、該圧縮応力の負荷は、研磨部と反対側の面におけるフランジ４との接面にかかる。

ここで、円形支持板２にかかる単位面積当たりの圧縮応力は、円形支持板２とフランジ４との接面の面積をＳ_１（ｍ^２）とし、研磨部５０から円形支持板２にかかる圧縮応力をＴ_１（Ｎ）としたとき、Ｔ_１／Ｓ_１（Ｎ／ｃｍ^２）で求めることができる。

この単位面積当たりの圧縮応力Ｔ_１／Ｓ_１（Ｎ／ｃｍ^２）に対する、円形支持板２の厚み方向の変形率は、２０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。円形支持板２の変形率が十分に小さいことで、研磨部５０からの圧縮応力による円形支持板２の変形が十分に抑制され、それにより円形不織布１の積層方向への広がりがより確実に抑制される。

なお、研磨部５０においては、積層された複数枚の円形不織布１は、積層方向に圧縮した状態で互いに接着剤等により固化され、一体となっていてもよい。この場合、円形支持板２は必ずしも上述の変形率が２０％以下である必要はなく、研磨部５０の固化状態に応じて任意の変形率の円形支持板２を選択することができる。

図３は、円形不織布１の複数の態様を例示する図であり、図４は、円形支持板２の複数の態様を例示する図であり、図５は、円板７の複数の態様を例示する図である。

図３（ａ）の円形不織布１１は、図４（ａ）の円形支持板２１と組合せて用いられ、必要に応じて図５（ａ）の円板３１とさらに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、円形支持板２１は中央部に開口２４ａを有し、円板３１は中央部に開口３４ａを有している。

開口１４ａ、開口２４ａ及び開口３４ａは、略同一形状であって、円形不織布１１及び円板３１が各々複数枚積層された研磨部の両端に円形支持板２１が配置された不織布研磨ロールにおいては、開口１４ａ、開口２４ａ及び開口３４ａにより研磨機の回転軸を挿入するための貫通孔が形成される。すなわち、開口１４ａ、開口２４ａ及び開口３４ａは、研磨機の回転軸の断面形状と略同一形状であって、回転軸のキー突起と嵌合するキー溝を有しているということができる。

円形不織布１１及び円形支持板２１はその外径が略同一であり、円形不織布１１における開口１４ａから外周までの最短距離Ｌ_１と円形支持板２１における開口２４ａから外周までの最短距離Ｌ_２も略同一の長さである。一方、円板３１は、その開口３４ａの形状は円形不織布１１及び円形支持板２１の開口１４ａ及び開口２４ａと略同一であるが、開口３４ａから外周までの最短距離Ｌ_３は、距離Ｌ_１及び距離Ｌ_２より短いものとなっている。

図３（ｂ）の円形不織布１２は、図４（ｂ）の円形支持板２２と組合せて用いられ、必要に応じて図５（ｂ）の円板３２とさらに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、円形支持板２２は中央部に開口２４ｂを有し、円板３２は中央部に開口３４ｂを有している。

開口１４ｂ、開口２４ｂ及び開口３４ｂは、略同一形状であって、円形不織布１２及び円板３２が各々複数枚積層された研磨部の両端に円形支持板２２が配置された不織布研磨ロールにおいては、開口１４ｂ、開口２４ｂ及び開口３４ｂにより研磨機の回転軸を挿入するための貫通孔が形成される。すなわち、開口１４ｂ、開口２４ｂ及び開口３４ｂは、研磨機の回転軸の断面形状と略同一形状であって、回転軸のキー溝と嵌合するキー突起を有しているということができる。

円形不織布１２及び円形支持板２２はその外径が略同一であり、円形不織布１２における開口１４ｂから外周までの最短距離Ｌ_１と円形支持板２２における開口２４ｂから外周までの最短距離Ｌ_２も略同一の長さである。一方、円板３２は、その開口３４ｂの形状は円形不織布１２及び円形支持板２２の開口１４ｂ及び開口２４ｂと略同一であるが、開口３４ｂから外周までの最短距離Ｌ_３は、距離Ｌ_１及び距離Ｌ_２より短いものとなっている。

図３（ｃ）の円形不織布１３は、図４（ｃ）の円形支持板２３と組合せて用いられ、必要に応じて図５（ｃ）の円板３３とさらに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、円形支持板２３は中央部に開口２４ｃを有し、円板３３は中央部に開口３４ｃを有している。

開口１４ｃ、開口２４ｃ及び開口３４ｃは、略同一形状であって、円形不織布１３及び円板３３が各々複数枚積層された研磨部の両端に円形支持板２３が配置された不織布研磨ロールにおいては、開口１４ｃ、開口２４ｃ及び開口３４ｃにより研磨機の回転軸を挿入するための貫通孔が形成される。すなわち、開口１４ｃ、開口２４ｃ及び開口３４ｃ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、円形支持板２３及び円板３３においては、開口１４ｃ、開口２４ｃ及び開口３４ｃは六角形状であり、このような円形不織布１３、円形支持板２３及び円板３３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１、円形支持板２及び円板７の開口の形状は、図３、図４及び図５に示す形状に限定されず、研磨機の回転軸の形状に応じて適宜変更することができる。例えば、開口の形状は、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。

円形不織布１は、例えば、不織布基材と該不織布基材に担持された研磨砥粒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（登録商標）６、ナイロン（登録商標）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（繊維径）は、例えば、１９〜２５０μｍとすることができる。

研磨砥粒としては、研磨対象に応じて適宜変更することができ、例としては、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。研磨砥粒の直径は、研磨対象に応じて適宜変更でき、例えば、０．１〜１０００μｍとすることができる。

円形不織布１は、例えば、不織布基材に、研磨砥粒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、研磨砥粒と、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、研磨組成物は必要に応じてさらに硬化剤を含んでいても良い。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、研磨砥粒を不織布基材に担持させることができる。

円形不織布１は、例えば、シート状の不織布基材に研磨砥粒を担持させた後、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、研磨砥粒を担持させて得ることもできる。

円形不織布１の外径は特に制限されないが、例えば、５０〜７００ｍｍとすることができ、１００〜４００ｍｍとすることもできる。

円形不織布１の厚さは特に制限されず、複数の円形不織布１はそれぞれ厚さが同一であることが好ましいが、互いに異なる厚さを有していてもよい。円形不織布１の積層前の厚さは、例えば、２〜３０ｍｍであってよく、５〜２０ｍｍであってもよい。

円形支持板２は、押圧された状態で固化された不織布を含むものであり、不織布としては、上記で不織布基材として例示した不織布と同様のものが挙げられる。

円形支持板２は、例えば、シート状の不織布を複数枚積層して積層方向に押圧した状態で固化し、次いで固化した不織布を図４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、円形支持板２は、図４に記載の形状等に加工した不織布を、複数枚積層して積層方向に押圧した状態で固化することによって得ることもできる。

また、円形支持板２は、円形不織布１の不織布基材を複数枚積層して積層方向に押圧した状態で固化したものであってよく、円形不織布１を複数枚積層して積層方向に押圧した状態で固化したものであってもよい。

好ましい態様において、円形支持板２は、積層方向に押圧された状態で固化された積層体を含み、積層体は、積層された複数枚の円形不織布１を含む。積層体における円形不織布１の積層枚数は特に制限されず、例えば、後述の好適な厚さ及び上述の好適な変形率を満たすように適宜選択することができる。

円形支持板２における不織布の固化は、接着剤を用いて行うことができる。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、アミンイミド及び鉛塩が挙げられ、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。

好ましい態様において、円形支持板２に含まれる不織布は、不織布全量に対して５〜３０質量％の接着剤により固化されている。このような不織布を含む円形支持板２は、上述の変形率を満たしやすい。また、このような円形支持板２は、研磨加工における摩耗の度合いを十分に大きくすることができるため、研磨加工をより効率良く実施することができる。

円形支持板２は、研磨砥粒をさらに含んでいてもよい。この場合、不織布研磨ロール１００は、図２のＷ_２で示す幅で研磨加工を実施することもできる。

円形支持板２が研磨砥粒を含有するとき、研磨砥粒の種類及び配合量は、研磨部５０における研磨量と同程度の研磨量が円形支持板２において得られるように、調整することが好ましい。これにより、図２のＷ_２で示す幅で研磨加工を実施したとき、Ｗ_２で示す幅全域に亘ってより均一な研磨が実現できる。

なお、研磨対象をより確実に、より均一に研磨するとともに、バックアップロールの消耗を避ける観点からは、円形支持板２を研磨砥粒を含有しないものとし、図２のＷ_１で示す幅で研磨対象を研磨することが好ましい。また、このとき円形支持板２は、実質的に研磨加工に影響しない細かな研磨砥粒や、研磨能力の低い研磨砥粒や、その他の無機粉体などの充填材を含有していてもよい。

円形支持板２の外径は、円形不織布１の外径と略同一であり、例えば５０〜７００ｍｍとすることができ、１００〜４００ｍｍとすることもできる。

円形支持板２の厚みは、円形支持板２の外径の３〜２５％とすることが好ましく、５〜１５％とすることがより好ましい。このような円形支持板２によれば、不織布研磨ロール１００の研磨有効幅（図２のＷ_１で示す幅）が十分に確保されるとともに、研磨部における円形不織布の積層方向への広がりが一層顕著に抑制される。

円板７は、円形不織布１より固い（アスカーＣ硬度計を用いて測定された硬度が、積層前の円形不織布１の硬度より高い）ものであれば特に限定されず、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５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１００を使用する際、例えば研磨対象の表面に水を流しながら研磨する場合があるため、円板７としては耐水性を有するものが好ましい。

円板７の外径は、円形不織布１の外径より小さければよいが、上述のとおり、研磨可能域を多くとることができ、且つ外観から使用限界径を容易に確認することができる観点から、フランジ４の外径より小さいことが好ましい。

例えば、円板７は、開口から円板の外周までの最短距離（図５に示すＬ_３）を５ｍｍ以上とすることができる。最短距離Ｌ_３を５ｍｍ以上とすることで、研磨部５０の外周部の形状の安定性を一層顕著に維持することができ、より均一な研磨加工が実現できる。また、最短距離Ｌ_３は５〜１００ｍｍとすることもできる。

円板７の厚さは、例えば、１〜５ｍｍとすることができる。円板７の厚さを上記範囲とすることで、研磨部５０の内周部の強度を十分に確保し、外周部の形状の安定性を一層顕著に維持することができる。

また、円板７は、円形支持板２と同様に、押圧された状態で固化された不織布を含むものとすることもできる。このような円板７は、研磨加工において円形不織布１とともに摩耗し得るため、例えば、円板７の外径がフランジ４の外径がより大きい場合であっても、フランジ４の外径に至るまで研磨加工を実施することができる。

円板７が、押圧された状態で固化された不織布を含むものであるとき、その不織布の種類、固化に用いる接着剤の種類等としては、円形支持板２として例示したものと同様のものが例示できる。すなわち、円形７は、円形支持板２と同様の構成を有するものとすることができる。

また、このとき円板７は、円形不織布１とともに摩耗し得るため、図７に示すように円形不織布１の外径と略同一の外径としてもよい。図７に示す態様においては、円形不織布１と略同一の外径を有する円板７が、所定の間隔で挿入されているため、研磨部５０において積層方向への広がりが一層顕著に抑制される。

図７に示す態様において、円板７は、研磨砥粒を含有し、円形不織布１とともに研磨部５０を構成している。円板７が含有する研磨砥粒の種類及び含有量は、研磨部５０の全域で均一な研磨が可能となるように、円形不織布１から構成される部分と同程度の研磨量が得られるように、調整することができる。

図７に示す態様において、円板７の厚さは、例えば３〜２５ｍｍとすることができ、５〜１０ｍｍとすることもできる。また、円板７は、円形支持板２と同様の形状を有するものであってもよい。

図６は、不織布研磨ロール１００の製造工程の一例を示す模式断面図である。

本製造工程では、まず、図６（ａ）に示すように、２つの円形支持板２と複数枚の円形不織布１と複数枚の円板７とを、不織布研磨ロール１００における各部材の位置関係と同様に積層する。ここで、円形支持板２、円形不織布１及び円板７は、それぞれが有する開口が、回転軸と嵌合する貫通孔をなすように積層される必要がある。そのため、本製造工程では、回転軸６及び回転軸６と同じ形状のダミーシャフト４３を軸として、これに差し込むように円形支持板２、円形不織布１及び円板７を積層している。

回転軸６及びダミーシャフト４３を軸として積層された円形支持板２、円形不織布１及び円板７は、保持具４２によって積層方向の両端部を保持されている。ここで、保持具４２には、中央部にダミーシャフト４３が貫通する貫通孔が設けられており、保持具４２は、積層方向（ダミーシャフト４３の軸方向）に自在に移動可能となっている。

次いで、円形支持板２、円形不織布１及び円板７を、保持具４２の一方に設置された押圧手段４１によって、保持具４２を介して積層方向に押圧して、図６（ｂ）に示すように圧縮積層体とする。

そして図６（ｂ）に示す圧縮積層体を、フランジ４及びロックナット５によって回転軸６に固定し、最後に保持具４２を取り外すことにより、図１及び図２に示すような不織布研磨ロール１００を得ることができる。

本実施形態に係るロール組立体は、不織布研磨ロール１００と、貫通孔に挿入された回転軸６と、不織布研磨ロール１００の両端で回転軸６と不織布研磨ロール１００とを接合する２つのフランジ４と、を備えるものである。

また、本実施形態に係る研磨機は、不織布研磨ロール１００を備えるものであり、好適には上記ロール組立体を備える。本実施形態に係る研磨機の不織布研磨ロール１００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、回転軸６により回転する不織布研磨ロール１００の研磨部５０に研磨対象を接触させる工程を含む研磨方法によって、研磨対象を研磨し、研磨製品を製造することができる。

研磨対象は特に限定されず、例えば、金属条材、金属板等が挙げられる。また、上述のとおり不織布研磨ロール１００は研磨負荷が０．１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ（好ましくは０．５〜５ｋｇｆ／ｃｍ）の低研磨負荷条件での研磨に好適に用いることができる。このような研磨が行われる研磨対象としては、例えば、銅、鉄、アルミニウム及びこれらの合金等の金属条材が挙げられる。

また、本実施形態の不織布研磨ロール１００を適用する研磨の一例として、鉄鋼や伸銅材の製造工程において、金属条材の圧延、焼鈍及び酸洗を行った後に、表面に残留している酸化被膜を除去するための研磨が挙げられる。このような研磨では、金属条材を連続して研磨するため、安定した研磨性能の持続と幅方向の均一な仕上げが求められる。本実施形態の不織布研磨ロール１００によれば、このような要求特性を十分に満たすことができる。

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。

以下、上記の実施形態に係る不織布研磨ロールについての確認試験を行い、その内容により本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

（比較例１）
目付量７４０ｇ／ｍ^２の不織布研磨シート（不織布基材に研磨砥粒が担持されたもの）を外径２１０ｍｍ、内径７６ｍｍに打ち抜き、７６枚の円形不織布を作製した。また、外径１３５ｍｍの高圧縮紙（紙とプラスチックのハイブリッド素材）からなる円板を１８枚準備した。

７６枚の円形不織布及び１８枚の円板を、円形不織布が４枚積層されるごとに円板が１枚積層されるように積層した。積層後、両端に外径１３５ｍｍのスチール製フランジを設置し、フランジ間隔を１９０ｍｍ幅まで圧縮して保持した。次いで、全体を外径が２００ｍｍとなるようドレッシングした。最後に、外径２００ｍｍを確保できないほどフランジの外側に広がった円形不織布を、端面処理で除去した。除去した円形不織布は、両端部で３枚ずつの計６枚であった。

得られた不織布研磨ロールは、研磨部の外周部が７０枚の円形不織布で構成されており、そのロール幅は、２１５ｍｍであった。また、不織布研磨ロールの設計寸法は、円形不織布１枚あたりの厚みが２．５ｍｍ（ロール幅１９０ｍｍ／７６枚）であるところ、得られた不織布研磨ロールでは円形不織布１枚あたりの厚みは３．０７ｍｍ（ロール幅２１５ｍｍ／７０枚）であった。

（実施例１）
目付量３６０ｇ／ｍ^２の不織布基材（不織布に対して８質量％の接着剤が含浸されたもの）を外径２１０ｍｍ、内径７６ｍｍに打ち抜き、１０枚の不織布ディスクを作製した。次いで不織布ディスク１０枚を積層圧縮して２０ｍｍ幅に保持し、高温で熱処理してディスク間を接着することにより、円形支持板Ａ１を製作した。同様の方法により、円形支持板Ａ１をもう１枚作成した。

目付量７４０ｇ／ｍ^２の不織布研磨シート（不織布基材に研磨砥粒が担持されたもの）を外径２１０ｍｍ、内径７６ｍｍに打ち抜き、６０枚の円形不織布を作製した。また、外径１３５ｍｍの高圧縮紙からなる円板を１４枚準備した。

２つの円形支持板Ａ１の間に、６０枚の円形不織布及び１４枚の円板を、４枚の円形不織布ごとに１枚の円板が積層されるように積層した。この両端に外径１３５ｍｍのスチール製フランジを配置し、フランジ間隔を１９０ｍｍ幅まで圧縮して保持した。最後に、全体を外径が２００ｍｍとなるようドレッシングして、不織布研磨ロールを得た。

不織布研磨ロールの研磨部の幅（図２のＷ_１で示す幅）及びロール幅（図２のＷ_２で示す幅）の設計寸法はそれぞれ１５０ｍｍ及び１９０ｍｍであったところ、得られた不織布研磨ロールのロール幅は１７５ｍｍ及び２１５ｍｍであった。また、研磨部の外周部における円形不織布１枚あたりの厚みは、設計寸法では２．５ｍｍ（ロール幅１９０ｍｍ／７６枚）であるところ、得られた不織布研磨ロールでは２．９２ｍｍ（ロール幅２１５ｍｍ／７６枚）であった。

（実施例２）
目付量３６０ｇ／ｍ^２の不織布基材（不織布に対して８質量％の接着剤が含浸されたもの）を外径２１０ｍｍ、内径７６ｍｍに打ち抜き、１６枚の不織布ディスクを作製した。次いで不織布ディスク１６枚を積層圧縮して２０ｍｍ幅に保持し、高温で熱処理してディスク間を接着することにより、円形支持板Ａ２を製作した。同様の方法により、円形支持板Ａ２をもう１枚作成した。

実施例１の円形支持板Ａ１を円形支持板Ａ２に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、不織布研磨ロールを得た。

不織布研磨ロールの研磨部の幅及びロール幅の設計寸法はそれぞれ１５０ｍｍ及び１９０ｍｍであったところ、得られた不織布研磨ロールのロール幅は１６３ｍｍ及び２００ｍｍであった。また、研磨部の外周部における円形不織布１枚あたりの厚みは、設計寸法では２．５ｍｍ（ロール幅１９０ｍｍ／７６枚）であるところ、得られた不織布研磨ロールでは２．６３ｍｍ（ロール幅２００ｍｍ／７６枚）であった。

（硬度分布の測定）
実施例１，２及び比較例１で得られた不織布研磨ロールのロール幅の中央部１５０ｍｍについて、硬度分布を測定した。具体的には、不織布研磨ロールのロール幅の中央部１５０ｍｍについて、２５ｍｍ間隔でアスカーＣ硬度計を用いて外周部の硬度を測定した。

測定の結果、比較例１の研磨ロールでは円形不織布の積層方向への広がりに起因して、両端部に近いほどその硬度が著しく低下していた。これに対して、実施例１の研磨ロールでは両端部に近い位置でも比較的高い硬度が維持されていた。また、実施例２の研磨ロールでは、比較例１及び実施例１のいずれと比較しても、全体的に高い硬度を有しており、両端部に近い位置でもその高い硬度が維持されていた。

（研磨テスト）
平面研磨機による銅板表面仕上げで研磨テストを行ったところ、実施例１の研磨ロールでは十分に均一な仕上げの研磨面が得られ、実施例２の研磨ロールでは一層均一な仕上げの研磨面が得られた。その一方で、比較例１の研磨ロールでは、研磨ロールの両端部での研磨が十分に実施できず、均一な仕上げが得られなかった。

（円形支持板の変形率）
実施例１及び２の研磨ロールの研磨部において、ドレッシング後、外径２００ｍｍ及び内径７６ｍｍの円形不織布６０枚が積層している。このときの研磨部から円形支持板にかかる圧縮応力Ｔ_１を見積もると４５７０Ｎである。また、実施例１及び２では外径１３５ｍｍ、内径７６ｍｍのフランジを用いていることから、円形支持板のフランジと接触する部分に掛かる単位面積当たりの圧縮応力Ｔ_１／Ｓ_１は、４７Ｎ／ｃｍ^２である。

ここで、実施例１の円形支持板Ａ１、実施例２の円形支持板Ａ２について、その圧縮応力に対する変形率を求めたところ、結果は図９に示すとおりであった。

図９に示した結果から、実施例１では、円形支持板Ａ１の圧縮応力４７Ｎ／ｃｍ^２に対する変形率は３５％であった。また、実施例２では、円形支持板Ａ２の圧縮応力４７Ｎ／ｃｍ^２に対する変形率は７％であった。

本発明によれば、高効率且つ均一な研磨を長期間にわたって実施することが可能な不織布研磨ロール、該不織布研磨ロールを実現するための円形支持板、該不織布研磨ロールを備えるロール組立体、及び、該ロール組立体を用いた研磨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…円形支持板、３…キー突起、４…フランジ、５…ロックナット、６…回転軸、７…円板、８…硬質ディスク、１１，１２，１３…円形不織布、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…開口、２１，２２，２３…円形支持板、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…開口、３１，３２，３３…円板、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ…開口、４１…押圧手段、４２…保持具、４３…ダミーシャフト、４４…ボルト、５０…研磨部、１００…不織布研磨ロール、１１０…不織布研磨ロール。

Claims (10)

1. 研磨機の回転軸が挿入される貫通孔を有する不織布研磨ロールであって、
   前記貫通孔をなす開口を有しかつ前記回転軸に対して略垂直である円形不織布が複数枚積層された研磨部と、
   前記研磨部の積層方向の両端にそれぞれ位置し、前記貫通孔をなす開口を有し、前記円形不織布と略同一の外径を有し、前記研磨部側の面が前記回転軸に対して略垂直である２つの円形支持板と、
   を備え、
   研磨部は全体として固化されておらず、
   前記円形支持板が、押圧された状態で固化された不織布を含む、不織布研磨ロール。
2. 前記不織布研磨ロールおよび前記回転軸を接合するフランジと接触する前記円形支持板の面積Ｓ１（ｍ２）と前記研磨部から掛かる圧縮荷重Ｔ１（Ｎ）とから算出される単位面積当たりの圧縮応力Ｔ１／Ｓ１（Ｎ／ｍ^２）に対し、前記円形支持板の厚み方向の変形率が２０％以下である、請求項１に記載の不織布研磨ロール。
3. 前記円形支持板に含まれる不織布が、該不織布に対して５〜３０質量％の接着剤により固化される、請求項１又は２に記載の不織布研磨ロール。
4. 前記円形支持板の厚みが、前記円形支持板の外径の３〜２５％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. 前記円形支持板が、積層方向に押圧された状態で固化された積層体を含み、
   前記積層体が、積層された複数枚の前記円形不織布を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の不織布研磨ロール。
6. 前記研磨部において、前記貫通孔をなす開口を有し、前記円形不織布の外径以下の外径を有する円板が複数枚積層されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の不織布研磨ロール。
7. 前記研磨部において、前記貫通孔をなす開口を有し、前記円形不織布と略同一の外径を有する円板が複数枚積層されており、
   前記円板が、押圧された状態で固化された不織布を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の不織布研磨ロール。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の不織布研磨ロールと、
   前記貫通孔に挿入された回転軸と、
   前記不織布研磨ロールの両端で前記回転軸と前記不織布研磨ロールとを接合する２つのフランジと、を備える、ロール組立体。
9. 研磨機の回転軸が挿入される貫通孔をなす開口を有しかつ前記回転軸に対して略垂直である円形不織布が複数枚積層され全体として固化されていない研磨部を備える不織布研磨ロールにおいて、前記研磨部の端部に位置する円形支持板であって、
   前記貫通孔をなす開口を有し、
   前記円形不織布と略同一の外径を有し、
   前記研磨部側の面が前記回転軸に対して略垂直であり、
   押圧された状態で固化された不織布を含む、円形支持板。
10. 前記回転軸により回転する請求項８に記載のロール組立体の前記研磨部に、研磨対象を接触させる工程を含む、研磨方法。

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