JPH11509783A - 研磨フラップブラシならびにそれを製造する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 中心コア、コーターによってコアの外周面に配置された接着層、および、接着剤によってコアに接着された複数の研磨フラップを含む研磨フラップブラシ。接着剤は、コアまたは接着コーターにスペーサー突起を提供し、コーターとコアの間が、接着剤塗布時に所定の最短距離に維持されることによって、コア周囲に均等に分配される。スペーサー突起を含むコアについても開示し、研磨フラップブラシを製造する方法についても開示する。

Description

【発明の詳細な説明】 研磨フラップブラシならびにそれを製造する方法および装置 技術分野 本発明は、複数の研磨フラップを接着させた中心コアを有する研磨フラップブ ラシに関し、特に、十分に均一な接着層を中心コアに提供し、実質的にすべての フラップを接着させるための手段、工程、および装置に関する。

発明の背景 研磨フラップブラシは、中心コアと研磨材料から成る半径方向にに延在するス トリップすなわちフラップとを複数含む表面状態調節工具である。研磨フラップ は、各々フラップの一端を核に接着させ、各々のフラップの反対側の端は、コア を回転させたときに、加工面に接触することができるようになっている。こうし た構造のフラップブラシは、金属、木材、プラスチックやその他の材料を表面処 理および表面状態調節し、表面に塗装したり、めっきをしたり、その後の工程を 行うのに有用である。フラップブラシは、加工面を所望の仕上げにするのにも有 用である。

図1は、円筒状中心コア12、中心コア核の外周面14に塗布された接着層16、お よび、半径方向に延在する複数の研磨フラップ18を含む、従来のフラップブラシ １０を示す斜視図である。一般に、円筒状中心コア12は、紙とフェノール樹脂と の複合材料またはポリエステルとガラス繊維の複合材料である。接着層16は、エ ポキシなどでも良いが、コア12の外面14を被覆して研磨フラップ18をコア12に接 着１８を付着させる。研磨フラップ18は、ステープルファイバー、研磨粒子およ び硬化性結合剤を含み、それらの粒子を不織繊維に結合するための不織材料であ っても良い。フラップ18は、コア側端２０で接着層16にコア12に接着される。フ ラップ18は、コア12から半径方向外側に延在し、一般に、密に詰められており、 隣接 研磨フラップ間の相対運動は最低限に抑制されている。例えば、15.2cm(6インチ )の外径を有し、128枚の研磨フラップを含む研磨フラップブラシでは、フラップ 18をコア側端20でその未圧縮時の厚さの約10％に、かつ、外側端22でその未圧縮 時の厚さの約30％まで、圧縮することができる。こうした配置では、各々の研磨 フラップの外側端２２は、互いにフラップブラシの外周面２４を形成し、これを 回転させて加工面を研磨することができる。上述のフラップブラシ10の一般構造 の一例は、Minnesota Mining and Manufacturing Company(St．Paul，Minnesota )からScotch-Brite^TMFlap Brushの商品名で入手でき、図１に示す通りである。

図１に示すフラップブラシ10は、一般に、接着層16で1.42m(56インチ)の長さ などであり得る長い中心コア12の外面を、図2に示すような接着コーター50を用 いて塗布することによって、構成される。接着コーター５０は、コアの外径より も若干大きい内径を壁54に有する円筒状内腔52を含むため、外面14と壁14の間に は間隙が生じる。内径に塗布すべき十分な接着剤16は、コーター50の漏斗部58に 蓄えられる。弁60は、矢印Aで示す方向とは反対側に移動することができるが、 最初は漏斗58の内壁に支持され、そこで弁は内腔52に繋がる。これによって、接 着剤が壁54とコア12の間隙56に流入するのを防止する。弁60を漏斗部58の壁から その開放位置まで持ち上げると、接着剤はコア12と壁54の間隙56に流入し、コア 12の外面14に接着する。弁をその開放位置に維持するための適切な既知の手段、 例えば、フレーム部材を有するピンおよび溝から成る連動装置（図示せず）を使 用することができる。コア12の第1の端13が内腔を通じて方向Bに移動すると、接 着剤はコアの全長に沿って第2の端15に向かって比較的均一な方法で外面14に次 第に塗布される。コア12の長軸11は、コーターの内腔の長軸に対して十分に同心 円上に維持されなければならず、コアの形状は真円と極端に異なる形状であって はならない。この方法では、接着層16は、コア12の外面全体にコーティングして 、研磨フラップ18の実質的にすべてのコア側端をコアに接着させることができる 。コア12をコーターの内腔52の同心円上に維持しようとする場合、製造許容差を 考慮しながら、しかも、コア12を弁60に通せるように、弁60の内壁62をコアの外 面にできる限り近い直径になるようサイズ決定しても良い。次に、弁60を適切な フ レーム部材（図示せず）によって内腔54の同心円上に維持し、コア12を内腔54の 同心円上に維持する。

接着剤をコーターによってコア12に塗布した後、例えば、長さ1.32ｍ(52イン チ)、幅5.08cm(2インチ)、厚さ1.27cm(0.5インチ)であるような複数の研磨フラ ップ18をコア12に向かって内側に加圧し、接着剤に接触させる。長い研磨フラッ プ18は、コア12上の接着剤に順次接触するよう配置することができるが、より一 般的には、接着剤が硬化するまで接着剤16に対してまとめて加圧することができ る。接着剤が十分に硬化し、接着剤フラップ18が維持された場合、長い集成研磨 フラップブラシをコアの長さ方向に対して垂直に切断すれば、適切な幅を有する 複数の研磨フラップブラシを提供することができる。各フラップブラシは、例え ば2.54cm(1.0インチ)などの幅を有することができる。フラップブラシ10の仕上 げ幅は、フラップブラシの特定の所望の用途に近くすることができる。

従来のフラップブラシ10を加工する場合、コア12を長さ全体またはその一部に ついては接着コーターの内腔に対して同心円上に維持させることができない場合 があることは確認されている。弁内壁62をコア12をガイドするようにサイズ決定 した場合、所望の同心性を維持できるとは限らない。このような事態は、例えば 、コア外面と弁内壁62の許容差によっても、弁60と内腔52の許容差によっても起 こり得る。これらの許容差によつて、コアは内腔に対して非同心円上に位置する ことになり、これは、弁をその開放位置まで移動させた場合に、弁60の底部と内 腔52のコアの間の距離によって、さらに悪くなる。さらに、コア12は、コアの全 長または一部に沿って過度に真円から逸脱してしまうことがある。これらの条件 の一方または両方によって、コア14の外面の一部が、図3のCに示すように、接着 コーターの内腔壁に接近しすぎるか、または、接触してしまう恐れがある。この ような条件では、接着層16は、コアの円周方向またはコアの長さ方向に沿って、 あるいは両方向に沿って均一な厚さを有することができない場合がある。接着層 16がコア12の外面14全体に均一に分配されない場合には、コア上の接着剤コーテ ィングにほとんどまたは全く接触しないフラップブラシ18aは、十分にコアに接 着せず、図4に示すように外面14とフラップ18aのコア側端20の間に間隙26が残り か ねない。隣接する錬磨フラップ18と18aの圧縮力は、フラップブラシ10上で接着 されない研磨フラップ18aを維持するには不十分であるため、フラップブラシの 効果は弱まり、寿命は短くなる。

したがって、十分均一な研磨コーティングを有するコアを備えた研磨フラップ ブラシと、接着剤から成る均一層をコア上に配置させ、コアに対する研磨フラッ プの接着力を十分確保した研磨フラップブラシを製造するための方法および装置 と、を提供することが望まれている。

発明の大要 本発明の1態様には、研磨フラップブラシを製造する方法であって、a)外面、 第1の端および第2の端を含む中心コアを提供する工程、b)前記コアの前記第1の 端を、前記外面周囲に延在するよう構成される内壁を含む内腔を含むコーターに 配置する工程、c)接着剤を前記内腔に投入する工程、d)前記コアを前記第1の端 から前記内腔を通じて前記第2の端に移動させることによって、前記外面に前記 接着剤を塗布する工程、および、e)複数の研磨フラップを前記コアに前記接着剤 で接着させる工程を含み、前記外面および前記内壁の少なくとも一部が、前記外 面と前記内壁の所定の最短距離を維持するスペーサー手段を含む、方法を、含む 。

本発明の別の態様には、コーターの作業面によって塗布される接着層を有する コアを含むタイプの研磨フラップブラシであって、前記研磨フラップブラシは、 外面を含むコア、前記外面上に提供される接着層、前記接着層によって前記コア に接着される複数の研磨フラップを含む研磨フラップであって、前記コアは、前 記外面上に、前記コアの外面と前記コーターの作業面の間に所定の距離を維持す るためのスペーサー手段を含むことによって、十分に均一な前記接着層を前記外 面に、実質的にすべての前記研磨フラップが前記コアに接着されるように、塗布 させる、研磨フラップブラシを含む。

本発明のさらに別の態様は、コーターを通過するコアの外面に接着剤を塗布す るコーターであつて、前記コーターは、前記コアの外面周囲に延在するよう構成 される内壁を含む内腔、前記内腔に接着剤を定期用する接着剤供給手段、および 、 前記内壁上に提供されて前記内壁と前記コアの外面の間を所定の最短距離に維持 するためのスペーサー手段を含む。

本発明のもっと別の態様には、コーターの作業面によって塗布される接着層を 受容するための外面を含むタイプのコアであって、前記コアは、外面および、前 記外面上で前記コアの外面とコーターの作業面の間を所定の最短距離に維持する ためのスペーサー手段を含む、コアを含む。

図面の簡単な説明 以下、本発明について、添付の図面を参照にしてさらに説明していくが、同様 の構造については複数の図面で同様の番号を使用することにする。

図1は、従来の研磨フラップブラシを示す図である。

図2は、従来フラップブラシコアおよび接着コーターを示す部分断面図である 。

図3は、図２のコアおよびコーターをライン3-3で切り取った断面図である。

図4は、従来の研磨フラップブラシの側面図を示し、接着剤がコアに均一に塗 布されなかったことを示す図である。

図5は、本発明によって構成される研磨フラップブラシと研磨コーターの第1の 態様を示す部分断面図である。

図6は、ライン6-6に沿って切り取った図5のコアおよびコーターの断面図であ る。

図7は、研磨フラップをコアに取り付けたことを示す図5のコアの端面図である 。

図8は、本発明の第2の態様を示す図6に類似した図である。

図9は、本発明による集成フラップブラシを示す側面図である。

図10-12は、本発明のフラップブラシコアの変更態様を示す側面図である。

発明の詳細な説明 本発明は、中心コア、コアの外面に配置された実質的に均一な接着層、および 、その接着層によつてコアに接着される複数の研磨フラップを含む研磨フラップ ブラシを含む。本発明は、そうしたフラップブラシを製造するための方法および 装 置も含む。本発明の第1の実施例では、コアはコアの外面から半径方向に突出す るスペーサー突起を備える。コアを接着コーターの内腔を通じて引いて、コアに 接着剤を塗布する場合に、スペーサー突起はコアの外面を内腔壁から最短の距離 に維持するので、十分な接着剤がコアの外面の実質的に全体に塗布される。第2 の実施例では、接着コーターの内腔は、コアをコーター内腔を通じてガイドする ためのスペーサー突起を含む。第1の実施例のスペーサー突起の操作と同様の方 法で、内腔のスペーサー突起は、所定の距離を内腔へ基とコアの外面との間に維 持する。この間隙によって、コア全体に十分均一な接着剤を確実に分布させるこ とができる。このため、研磨フラップは、従来の研磨フラップブラシとは対照的 に、適切な両の接着剤によってコアにむらなく接着される。

本発明の研磨フラップブラシは、当業者に知られるように適切な構成要素で構 成することができる。コアは、一例として、アルミニウムなどの金属、ナイロン 6,6などのプラスチック、またはポリエステル/ガラス繊維などの複合材料もしく はフェノール/紙複合材料を含む材料を含むことができる。コアは、好ましくは 、中空の円筒状コアであるが、他のタイプのコアも使用することができる。例え ば、コアは、中空ではなく、充実していても良い。また、加工物をフラップブラ シに対して移動する場合には、小円状の断面を有するコアを使用することもでき る。

接着剤は、適切な接着剤であれば良く、一例として、感圧接着剤、硬化性エポ キシ、フェノール、シリコーナ、アクリル、スチレンブタジンコポリマーなどが 挙げられる。ある好ましい接着剤は、約30分以内の硬化時間を有し、Minnesota Mining and Manufacturing Company，St．Paul，Minnesotaから、Scotch-Weld^TM Brand 3501 B/A Epoxy Adhesiveの商品名で市販されているエポキシである。別 の好ましい接着剤は、以下の混合物である。すなわち、Shell Oil Co.，Houston , ヒドリンを基剤としたエポキシ樹脂）、Dow Chemical，U.S.A.，Midland，MIか フェノールホルムアルデヒドノボラック)、Henckel Corporation，Ambler，Penn sylvaniaから市販の1000部のCapcure 3-800(メルカプタンポリマー)、および、 Henckel Corporationから同じく市販の30部のCapcure EH-30(2,4,6，‐トリ(ジ メチルアミノメチル)フェノール)の混合物である。

不織研磨フラップは、ナイロン、ポリエステルまたはポリプロピレンなどのス テープルファイバー、フェノール系ポリウレタン、エポキシ系ポリウレタンまた はアクリル系ポリウレタンなどの硬化性結合剤、およびもそれらの繊維に、また 、繊維の間に多炭化珪素、酸化アルミニウム、タルク、フリント、もしくはMinn esota Miningand Manufacturing Company，St．Paul，MinnesotaからCubitron^TM の商品名で市販の酸化アルミニウムセラミック組成物などの結合剤によって接着 される研磨粒子を含んでいても良い。適切な不織り研磨フラップ材料の例は、米 国特許第2,958,593(Hoover et al.)に開示されている。研磨フラップの適切な材 料は、Minnesota Mining and Manufacturing Company，St．Paul，Minnesotaか らScotch-Brite^TMの商品名で市販されている。研磨フラップは、被覆研磨フラッ プまたは被覆研磨フラップと不織研磨フラップの組み合わせを含んでも良い。

図5-7および9は、本発明によるフラップブラシ110および本発明によって研磨 フラップブラシコアのコアに塗布するための装置を示す1実施例である。フラッ プブラシ110は、外面114を有し、好ましくは、円筒状で中空であるコア１１２を 図示のように示すが、充実したり円筒状でないコアを代わりに使用することもで きる。コア112の外径は、適切な寸法であれば良く、1.91cm(0.75インチ)乃至30. 5（12インチ）のコアの外径が有用であることがわかっている。コア112の長さも 適切な寸法であれば良いが、63cm(25インチ)乃至230cm(90インチ)のコアの長さ が有用であることがわかっている。比較的長いコアを使用して研磨フラップブラ シを製造する場合、集成フラップブラシをコアに垂直切断して複数の小型の研磨 フラップブラシを提供することができる。このため、132cm(52インチ)の長さの 集成研磨フラップブラシは、2.54cm(1.0インチ)幅や1.27cm(0.5インチ)の幅の複 数の独立しフラップブラシに分割かることができる。

スペーサー手段は、コアがコーターを通じて移動させてコアの長さ方向に沿っ て次第に接着剤を塗布する際に、コアの外面と接着コーターの内腔壁の間のを最 短距離に維持するように提供される。この最短距離を維持することによつて、十 分な接着層をコアの外面に塗布し、実質的にすべての研磨フラップをコアの外面 に十分に接着することが確実にできるようになる。

第1の実施例では、スペーサー手段は、コア112の外面114から延在する半径方 向に突出し軸方向に延在するスペーサー突起118を含む。図6に示すように、突起 118は、3つの角度が均等に離隔されたコア112の外面114の矩形延在部である。好 ましい実施例では、突起118は、円周方向の約3.2mm(0.125インチ)の幅、半径方 向に1.66mm(0.063インチ)の高さであり、1.42ｍ(56インチ)の長さのコアの全長 に延在する。円筒状コア112は、好ましくは、5.1cm（2.1インチ）の内径および 外面114における外面の外径6.0cm(2.375インチ)を有する。接着剤140は、接着コ ーター150によって塗布され、スペーサー突起118は、コア112の外面114と接着コ ーター150の壁154の間を、コーティング処理時に常時所定の最短距離に確実に維 持する。コアの全長または一部の長さが、内腔と同心では内場合、および/また はコアが真円でない場合、スペーサー突起118が、コアの外面114の代わりに、図 6のCに見られるようにコーター内腔152の側壁に接触する。このため、接着剤140 は、コア112の外面114の実質的に全体に塗布される。

スペーサー突起118は、コアの加工時にコアの外面に提供される。この突起は 、コアを所望の突起によって成形することによって、外面上に完全に形成するこ とができる。コアは、当業者に知られているように、押出または引抜成形によっ て、スペーサー突起を用いて完全に加工することができる。あるいは、コアに突 起を接着剤によって、または機械的な手段によって、取り付けることによって、 コアに追加することができる。コアの外面の部分を切除するか、取り除くかして 、所望の突起を除去することもできる。これは、標準的なフライス削り技術およ び機械加工技術によって、または、米国特許第5,247,740号，Method and Appara tus for Cutting a Keyway in a Mill Roll(Curtis et al.)に記載されるような 切削方法をによって達成することができる。

接着剤140は、以下のようにコア112に塗布される。コア112は、接着コーター1 50の円筒状内腔152内にコアの第1の端113を挿入して配置される。図示の実施例 では、スペーサー手段は、コア112の外面114の周囲に均等に離隔された3つの矩 形スペーサー突起の形態をトリ、コアと内腔壁154の間の距離を所定の最短距離 に維持する。図5-6に見られるむように、接着コーター150は、円筒状内腔152お よび十分な量の接着剤を確保しコア112に塗布するようサイズ決定された漏斗部1 58を含む。弁160は、中空であり、内壁162は、コア112を弁内に受容するようサ イズ決定される。上述したように、内腔の長軸153と同心にコアの長軸を維持す ることが望ましい。弁160の内壁162は、コアのスペーサー突起の外径とほぼ同様 にして、上述のように内腔を通じてコア112をガイドすることができる。弁160は 、矢印Aの方向とは繁多い゛わに移動することができるが、最初は漏斗部158の内 壁に支持され、そこでそれは内腔152に繋がる。これによって、接着剤が内腔壁1 54と内腔112の間隙156に流入することを防止する。弁160を間隙156からその開放 部まで持ち上げた場合に、接着剤140は間隙156に流入し、コア112を内腔152を通 じて方向Bに移動させ、接着剤を第1の端113に始まり、第2の端に続く全体の長さ 方向に沿って徐々に塗布する。弁160は、フレーム部材（図示せず）を有するピ ンおよび溝から成る係合手段などの既知の適切手段によって、開放位置に維持す ることができる。コア112は、接着剤140の十分な塗層を提供する速度で内腔を通 過させて移動することが望ましく、約0.3m/secが有用であることがわかっている 。接着剤140は、コア112と内腔152の内壁154の間隙156を満たし、コア112の外面 114に接着する。壁154は、そせによって、接着剤140を外面114に塗布するための コーター150の作業面として機能する。

コア122を内腔152を通過させて引く際に、接着剤140はコアに接着し、コアと ともに間隙が引き出される。漏斗部158の接着剤140は、間隙156に継続的に流入 し、内腔を出たコアの部分に接着される接着剤に代わられる。弁160がその開放 部にある場合、十分に開放して十分な接着剤140を間隙156に流入させることが望 ましい。この意味からすれば、弁160の底部とコーター150の内壁の間の間隙は、 約1.9ｃｍ(.75インチ)が有用であることがわかっている。

好ましいし実施例では、コーターは、静止させて維持し、コア112は、コア112 の外面全体に接着剤140を塗布するまで、内腔152を通過させる。コア112と接着 コーター150の間の相対運動のその他の形態も考慮することができ、例えば、コ ア112を静止して維持しコーター150を移動させたり、コーター150とコア112を両 方移動させたりすることなどができよう。本文に記載のコーターは、接着剤を本 発明のフラップブラシコア上に塗布するための作業面を有する好ましいコーター である。ただし、本発明は、それに限定されば、本発明のフラップブラシコアが 、接着剤をコアの外面に塗布するための作業面を有する適切な手段によって塗布 される接着剤140を有することができる。例えば、コーターは、コアの円周全体 を包囲するしなくても良く、その代わりに、一度にコアの円周の一部ふんに接着 剤を塗布することができる。

コア112の外面に接着剤140を塗布した後、研磨フラップブラシ110ょ、研磨フ ラップ130をコア112に配置された接着層140に圧締し、フラップを接着剤が硬化 するまで適宜保持することによって集成することができる。柄区研磨布施ラップ 130は、コア端132および研磨端134を含む。研磨フラップがコア112に接着された 場合、研磨端134は、研磨フラップブラシ110の均一な周辺研磨面を互いに形成す る。コア112が上述の寸法である場合、コアに128枚の不織り研磨フラップ130を 塗布することが有用であることがわかっている。各フラップは、1.27m(50インチ )の長さ、5.08cm(2インチ)の幅、1.27cm(0.5インチ)の厚さになる。

研磨フラップ130は、接着剤140に順次圧締しても良く、米国特許第4,275,529 号，High Flap Density Abrasive Flap Wheel(Teetzel et al.)に示されるよう に配置してまとめて接着剤に圧締することができる。第4,275,529号特許に開示 されるような方法では、ホイール全体に十分な数のフラップを一列に並べて積み 重ねて、各フラップの外端134を下にする。積み重ねたもの全体は、圧縮長さが フラップのコア側端132で仕上げ集成円周に等しくなるまで、プレスまたはその 他の適切な手段によって、圧縮する。コア側端132は、適切な保持手段、例えば 、接着剤重のストリップや接着テープのストリップなど、をフラップのコア側端 に配置することによって圧縮状態に維持する。次に、このフラップアセンブリを プレスから解放し、コア周辺に屈曲させて、接着剤140か°硬化するまで当業者 に知られる方法で接着剤140に対して保持する。

フラップ130を集成するための別の好ましい方法および装置は、図7に示した。

170は、中心軸172の周囲に均一に配置される適切な数のフラップトレーを含む。

約15.2cm(6インチ)乃至20.3cm(8インチ)の外径を有する研磨フラップブラシを製 造する場合、16個のトレーを使用し、各々のトレーがフラップブラシ上の合計12 8フラップに対して8枚のフラップ130を保持することが有用であることがわかっ ている。トレー174は、フラップを保持するために十分な長さであり、例えば、1 .32ｍ(52インチ)の長さである。トレー174は、巻型170から除去され、フラップ1 30が装填される。フラップは、コア側端132がトレーから延在し外側端がトレー 内に保持されるようにトレー174に挿入される。次に、トレーは、巻型１７０に 戻される。トレーは、最初は、中心軸172から十分に離隔し、接着剤140を塗布さ れるコア112を軸172に沿って巻型の中心配置させる。各トレーは、適切な駆動手 段（図示せず）に接続され、トレーを半径方向に移動させて、コアに接触させる と同時に円周方向にフラップのコア側端132を圧縮する。トレー174は、断面が矩 形であっても良く、その場合は、接着剤に対してフラップ保持するように駆動さ れる場合にはくさび形の断面に変形するほど十分に可撓性がなければならない。

こうした構成によって、フラップをより容易にトレーに装填することがでる。あ るいは、トレーを最初に図示のようにくさび型にしてもよい。上述のサイズの12 8枚の不織り研磨フラップを使用して外径15.2cm(6インチ)を有する研磨フラップ ブラシを加工する場合、フラップは、このコア側端132でその未圧縮時の約10％ に圧縮され、外側端134はその未圧縮時の約30％に圧縮される。ただし、フラッ プは、研磨フラップブラシの所望の用途、集成フラップブラシのサイズ、ならび に、フラップの数、タイプ、等級、寸法などの複数の因子によって多少異なつて 圧縮されることは理解されよう。トレーは、接着剤140が硬化するまで、コアに 対してフラップを支持する。前述の実施例に従って構成された集成研磨フラップ ブラシ110は、図9に示す。

図8は、本発明の別の実施例を示す図であり、スペーサー手段は、接着コータ ーに含まれる。コーターの内径252は、内腔の中心方向に向かって、壁254から半 径方向に延在するスペーサー突起162を含み、内腔252を通過させる際にコア212 をガイドする。図 示の実施例では、5個の矩形突起262が内区の周囲に均等に離隔される。上述の実 施例のコア112に提供されたスペーサー突起と同様の方法で、スペーサー突起は 所定の最短距離にコア外面214と内腔252の壁254の間を維持し、確実に、十分均 一な接着層140をコア212の外面に提供させる。コア212の外面214に接着剤140を 塗布した後、研磨フラップをコア212に上述の実施例に対して記載された上述の 方法で塗布することができる。

本文に記載の実施例どの実施例でも、スペーサー手段がコーターの作業面とし て役立つ内腔の内壁と、十分な接着剤を内腔の外面に確実に塗布するためのコア の外面との間に必要な間隙を維持するすることを条件とすれば、コアが実際に同 心上でなかったり、コアが真円でない場合でさえも、スペーサー手段の断面の形 状を問わない。ただし、スペーサー手段は、個別または全体で、十分な量の接着 剤140をコアの外面に接着できなくなるほど、大きくないことが望ましい。スペ ーサー突起のこの他の好ましい断面形状の例は、図10に示すようなスカラップ形 状突起、または図11に示すようなマッシュルーム形状突起などが挙げられる。ス カラップ形状突起121は、尖端122および谷部または接着剤リザーバ123を含む。

尖端122は、コア112とコーター内腔152の間を所望の最小間隙に維持し、確実に 、十分な接着剤を谷123に塗布することができる。マッシュルーム形状突起の場 合、上面125は、内腔に接触し、所望の間隙を維持し、十分な接着剤を接着剤リ ザーバ127に確実に塗布することができる。内腔壁に接触するスペーサー突起の 面積を縮小するには、上面125を変更して12に示すようなより顕著に突出した尖 端128を有するようにすれば良い。マッシュルーム形状突起のような突起の別の 利点は、コアと接着剤の間に固定式機械的インタロックを提供するアンダーカッ ト部126の存在である。単一のスペーサー突起を有することはできるが、好まし くは、少なくとも2つのスペーサー突起を有し、より好ましくは3つ以上のスペー サー突起を含む。また突起は、連続的ではなく離散的(こぶなど)であってもよく 、コアまたは内腔の長さに沿って線状(螺旋突起、波状突起)でなくてもよい。ス ペーサー突起は、第１の実施例では、コアの周囲に、または第2の実施例では、 内腔の周囲に均等に間隔を空けても空けなくてもよい。スペーサー手段は、コア および内 腔の一方または両方に含めることができる。

スペーサー突起がコア112に存在するかまたはコーター250に存在する場合を問 わず、それらによって十分均一な接着コーティングをコアの外面に塗布するよう 構成することが望ましいことは、コアが内腔と同心であっても、コアが真円でな くても、あるいはその両方であっても、重要である。スペーサー突起がコア112 に提供される場合、突起は、実質的に均一な接着層140を少なくとも突起間の外 面の部分に、突起が接着剤の塗布時に内腔に接触した場合でも、確実に塗布する ことができる。突起間の外面のそれらの部分は、このため、接着剤リザーバとし て役立ち、図6に示す接着剤リザーバ120、図10の谷部すなわち接着剤リザーバ12 3、図11の接着剤リザーバとして役立つ。接着剤を最初に内腔に接触する突起の 上部に塗布することはほとんどまたはまったくできないが、スペーサー突起の間 の接着剤リザーバに塗布された接着剤は、フラップが加圧されて内腔に接触する 場合には、突起の上部に追いやられる。同様に、コーターの内腔から延在する突 起262がコアの外面の一部に接触する場合には、その部分は局部的にまったくま たはほとんど接着剤を受けない。フラップをコアに接触させて、圧締することで 、接着剤を内腔突起によって接触されるコアの部分に充填させ、実質的にすべて のフラップを十分結合することができる。

スペーサー手段は、第1の実施例では、内腔152の壁14にすべて同時に接触せず 、第2の実施例では、コア212の外面214にすべて同時に接触しないことが望まし いが、この理由は、ほとんどまたはまったく接着剤140が接触面に接着しないと 考えられるからである。その代わりに、内腔、コア、スペーサー手段の直径は、 コアが内腔内に中心を置き、コアが真円でない場合には、スペーサー手段および 反対の面の間にゆとりを持たせることが好ましい。こうした状況では、接着剤は 外面114の接着剤リザーバおよびコア112上のスペーサー突起の最も遠い面に塗布 することができる。接着剤を選択して重力によってコアに沿ってしたたったり、 移行したりせずに、コアに接着させることも好ましい。接着剤140は、十分な粘 度および短時間の硬化時間を有し、接着剤フラップ130をコアに接着する前に、 接着剤140が余分に運動しないようにすべきである。コアは、任意に、長軸の周 辺 に回転させることができる一方、接着剤を接着剤コーターによって塗布し、接着 剤をコアの外周面に拡散させることができる。

本発明の作業を以下の詳細な例に関してさらに説明する。これらの例は、さま ざまな特定の好ましい実施例および技術を具体的に説明するために提供するもの である。ただし、多くの変更および修正を本発明の範囲を逸脱することなく成し うることは理解されよう。

例１ フラップブラシ110を以下のように本発明に従って提供した。5.1cm(2インチ)の 内径および6.0cm(2.375インチ)の外径を有するガラス遷移/ポリエステル複合材 料に、図10に示すように、コアの長軸に平行でコアの円周に均等に間隔を空けた 21個の溝を機械加工することによって、21のスペーサー突起を提供した。この溝 は、64cm(0.25インチ)の切削半径を有する1.27cm(0.5インチ)幅のエンドミルを 用いて形成した。この溝は、各々が約0.24ｃｍ(0.094インチ)の深さを中心に有 した。仕上げコアは、円筒状の内面と尖端から谷までの厚さが0.476cm（0.125イ ンチ）乃至0.238(0.094インチ)まで異なる厚さのスカラップ外面を有した。スカ ラップの尖端は、0.318cm(0.125インチ)の幅やりも円周方向に各々狭かった。コ アは、1.42ｍ(56インチ)の長さであった。

上述のように漏斗部および円筒状内腔部を含む漏斗形状接着剤コーターを提供 した。漏斗部は、接着剤を保持し、コアにに少なくとも2.29ｍ(90インチ)の長さ を塗布するのに十分な大きさであった。コーターの内腔は、6.4cm(2.5インチ)の 直径であった。接着剤140は、上述の混合物であり、Shell Oil Co.，Houston，T ドリンを基剤としたエポキシ樹脂）、Dow Chemical，U.S.A.，Midland，MIから ノールホルムアルデヒドノボラック)、Henckel Corporation，Ambler，Pennsylv aniaから市販の1000部のCapcure 3-800(メルカプタンポリマー)、および、Henck el Corporationから同じく市販の30部のCapcure EH-30（2,4,6，‐トリ（ジメ チルアミノメチル)フェノール)の混合物であった。接着コーターは、静止して維 持し、手操作で約0.3ｍ/ｓ(1ft/sec)の速度で内腔を通過させた。コアは、コア の1面のスペーサー突起が内腔壁に接触するように、内腔に対して中心を意図的 にずらして保持した。

接着剤を塗布した後、128枚の研磨フラップを定期用した。研磨フラップは、M innesota Mining and Manufacturing Company，St.]Paul，Minnesota，からScot ch-BriteTMtype'7A Medium Cut & Polish Materialの商品名で市販の不織り研磨 材料を含んでいた。フラップ材料は、個々のフラップが約1.27ｍ(50インチ)の長 さ、5.08cm(2インチ)の幅、１.２７ｃｍ（0.5インチ）の厚さになるようにした 。8枚のフラップを16個のトレーの各々に挿入し、接着剤が十分に乾燥するまで 、上述の巻型を用いて接着剤に接触して維持した。

結果として得られた研磨フラップブラシは、15.24cm(6インチ)の外径および4. 58cm(２インチ)のコア内径を有した。集成フラップブラシを幅が各々2.45cm(1イ ンチ)の複数のフラップに切断した。フラップブラシは、視覚的に検査し、表面 を研磨するのに使用したが、すべての研磨フラップが十分にコアに接着している ことが確認された。

例２ 例2のフラップブラシは、例1のフラップブラシと同様な工程で加工したが、コ アにスペーサー突起を提供した点では異なっていた。5.1cm(2インチ)の内径およ び6.0ｃｍ(02.375インチ)の初期外径を有するコアを機械加工して、約1.6ｍm(0. 063インチ)の材料を外面から除去し、3つの略矩形スペーサー突起118を切削しな い材料から形成して、図5-7に示すように残した。突起は、各々が1.6ｍｍ(0.603 インチ)の高さ、3.2ｍｍ(0.125インチ)の幅をコアの円周に沿って有し、コアの 全長に1,42ｍ(56インチ)対して延在させて。突起は、約120度離隔してした。コ アは、突起の2つの状面が継続的にコーターの内腔に接触するために、接着剤が 塗布されないように、接着剤コーターに対して中心をずらして維持した。ただし 、十分な接着剤をスペーサー突起の間の外面の全部に塗布した。これによって、 十 分な接着剤が、研磨フラップを適宜通過させた場合には、接着剤は移行されて、 円周全体に流れ、すべての接着剤が十分にコアに接着するように提供された。

例３ 例3のフラップブラシは、例1および2のフラップブラシと同様の工程で加工し たが、スペーサー突起をコアに提供した点では異なる。例3の突起は、ダイを用 いて、図11に示すように「マッシュルーム形状」を有する8個のスペーサー突起 を引抜成形によって形成した。各スペーサー突起は、外面からコアまで約1.22ｍ ｍ(0.063インチ)の高さに延在し、最も広い部分で約4.8ｍｍ(0.188インチ)の幅 を有し、コアの全長に延在した。コアは、コアの1面の突起がコーターの内腔壁 に継続的に接触するように、接着コーターに対して中心をずらして維持した。次 に、長いフラップブラシを、各々が2,54cm(1インチ)の幅の複数フラップブラシ に切断した。フラップブラシは、目視によって検査し、表面を研磨したが、すべ ての研磨フラップが十分にコアに接着されたことが確認された。

以上本発明をいくつかの実施例を参照して説明してきた。上述の詳細な説明お よび例は、本発明をより明確に理解していただくためにのみ呈示したものである 。当業者には、多くの変更が本発明の範囲から逸脱せずに記載された実施例にお いて成され得ること理解できよう。従って、本発明の範囲は、本文に記載の正確 な詳細および構造に限定すべきではなく、むしろ、請求の範囲の言葉によって説 明された構造およびそれらの構造と同等なものによって制限されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジンマーマン，ディーン・アール アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州 セント・ポール、ポスト・オフィス・ボッ クス 33427

Claims (48)

【特許請求の範囲】
1. １．研磨フラップブラシを製造する方法であって、 a)外面、第1の端、および第2の端を含む中心コアを提供する工程、 b)前記中心コアの前記第１の端を、前記外面の周囲に延在するよう構成された 内壁を含む内腔を含むコーターに配置する工程、 c)接着剤を前記内腔に投入する工程、 d)前記中心コアを前記第1の端から前記内腔を通過させて前記第２の端に移動 させることによって、前記外面に前記接着剤を塗布する工程、および e)複数の研磨フラップを前記コアに前記接着剤を用いて接着する工程、を含む 方法であって、 前記外面および前記内壁の少なくとも一方が、前記外面と前記内壁の間の所定 の最短距離を維持するスペーサー手段を含む、方法。
2. ２．前記スペーサー手段が、前記外面および前記内壁の少なくとも一方から延 在する複数のスペーサー突起を含む、請求項1記載の方法。
3. ３．前記スペーサー手段が、前記中心コアの前記外面から延在する複数のスペ ーサー手段を含む、請求項2記載の方法。
4. ４．前記中心コアが、円筒状コアである、請求項3記載の方法。
5. ５．前記外面が、前記スペーサー手段の間に前記接着剤を受容するための接着 剤リザーバを含む、請求項４記載の方法。
6. ６．前記スペーサー突起が、前記外面から外側半径方向に延在する複数の略矩 形突起を含む、請求項4記載の方法。
7. ７．前記スペーサー突起が複数のスカラップ形状突起を含んでおり、各スカラ ップ形状突起が含む凹型接着剤リザーバは、その両側が尖端によってその境界が 定められている、請求項4記載の方法。
8. ８．前記スペーサー突起が、複数のマッシュルーム形状突起であって、各々が 前記外面から離隔した上面および前記上面と前記外面の間のアンダーカット部を 含むマッシュルーム形状突起を含む、請求項4記載の方法。
9. ９．前記外面が円周面で構成され、前記スペーサー突起が該円周面の周囲に均 等な角度で配置されている、請求項4記載の方法。
10. 10．前記円筒状コアが長軸を含み、前記スペーサー突起が前記長軸に平行に延 在する、請求項4記載の方法。
11. 11．前記スペーサー突起が前記コアの前記第1の端から前記第2の端に延在する 、請求項10記載の方法。
12. 12．前記コアが円筒状であって、前記フラップが前記コアに接着されるコア側 端および前記コア側端と反対側の外側端を含み、前記接着工程は、前記外側端が 略円筒状研磨周面を構成することとなるように、十分な数の研磨フラップを前記 コアに接着する工程を含む、請求項1記載の方法。
13. 13．前記研磨フラップが不織研磨フラップを含む、請求項1記載の方法。
14. 14．前記不織研磨フラップを圧縮する工程、および該フラップを前記コアに接 着する間、該フラップの圧縮状態を維持する工程をさらに含む、請求項13記載の 方法。
15. 15．前記研磨フラップが被覆研磨フラップを含む請求項1記載の方法。
16. 16．前記研磨フラップが、不織研磨フラップおよび被覆研磨フラップを含む、 請求項1記載の方法。
17. 17．前記スペーサー手段が、前記内腔の前記内壁から前記コアの前記外面に向 かって半径方向に延在する複数のスペーサー突起を含む、請求項2記載の方法。
18. 18．前記内腔が円筒状であり、前記内壁が円周面を含み、前記スペーサー突起 が前記円周面の周囲に均等な角度で配置されている、請求項17記載の方法。
19. 19．前記内腔が長軸を含み、前記スペーサー突起が前記長軸に平行に延在する 、請求項１７記載の方法。
20. 20．前記スペーサー突起が前記内腔の長さ分だけ延在する、請求項19記載の方 法。
21. 21．請求項1の方法に使用するコーターであって、接着剤を該コーターを通過 するコアの外面に塗布するコーターであって、 前記コアの前記外面周囲に延在するよう構成された内壁を含む内腔、 前記内腔に接着剤を提供する接着剤供給手段、および、 前記内壁上に提供され、前記内壁と前記コアの前記外面の間を所定の最短距離 に維持するためのスペーサー手段、を含む、コーター。
22. 22．前記スペーサー手段は、前記内壁から延在する複数のスペーサー突起を含 む、請求項21記載のコーター。
23. 23．前記内腔が円筒状である、請求項22記載のコーター。
24. 24．前記内壁が円周面を含み、前記スペーサー突起が前記円周面の周囲に均等 な角度で配置されている、請求項23記載のコーター。
25. 25．前記内腔が長軸を含み、前記スペーサー突起が前記長軸に平行に延在する 、請求項23記載のコーター。
26. 26．前記スペーサー突起が前記内腔の長さ分だけ延在する、請求項25記載のコ ーター。
27. 27．前記接着剤供給手段が、前記内腔に連絡する接着剤リザーバを含む、請求 項21記載のコーター。
28. 28．前記リザーバから前記内腔までの前記接着剤の流れを調節するための弁を さらに含む、請求項27記載のコーター。
29. 29．コーターの作業面によって塗布される接着層を受容するための外面を含む タイプのコアであって、 外面と、 前記外面上で、前記コアの外面と前記コーターの作業面の間を所定の最短距離 に維持するためのスペーサー手段と、を含むコア。
30. 30．前記スペーサー手段が前記外面から延在するスペーサー突起を含む、請求 項29記載のコア。
31. 31．前記外面は、前記突起の間に複数の接着剤リザーバを含む、請求項30記載 のコア。
32. 32．前記コアが円筒状である、請求項31記載のコア。
33. 33．前記スペーサー突起が、前記外面から半径方向外側に延在する複数の略矩 形突起を含む、請求項32記載のコア。
34. 34．前記スペーサー突起が複数のスカラップ形状突起を含んでおり、各スカラ ップ形状突起が含む凹型接着剤リザーバは、その両側が尖端によってその境界が 定められている、請求項32記載のコア。
35. 35．前記スペーサー突起は、複数のマッシュルーム形状であって、各々が前記 外面から離隔した上面および前記上面と前記外面の間のアンダーカット部を含む 、複数のマッシュルーム形状突起を含む、請求項32記載のコア。
36. 36．前記外面が円周面で構成されており、前記スペーサー突起が前記円周面の 周囲に均等に配置されている、請求項32記載のコーター。
37. 37．前記コアが長軸を含み、前記スペーサー突起が前記長軸に平行に延在する 、請求項32記載のコア。
38. 38．前記スペーサー突起が前記コアの長さ分だけ延在する、請求項32記載のコ ア。
39. 39．請求項29乃至38のいずれかに記載のコアを含むタイプの研磨フラップブラ シであって、 外面を含む前記コア、 前記外面に提供された接着層、および、前記接着層によって前記コアに接着さ れる複数の研磨フラップ、を含み、 前記接着層は、実質的にすべての研磨フラップが前記コアに接着されるように 十分均一である、研磨フラップブラシ。
40. 40．前記外面が前記突起の間に複数の接着剤リザーバを含み、前記接着層が少 なくとも前記接着剤リザーバに提供されるようにした、請求項39記載の研磨フラ ップブラシ。
41. 41．前記研磨フラップは、前記コアに接着されるコア側端と前記コア側端の反 対方向の外側端とを含み、十分な数の研磨フラップを、前記外側端が略円筒状研 磨周面を構成することとなるように、前記コアに接着させる、請求項39記載の研 磨フラップブラシ。
42. 42．前記コアは、ポリエステル/ガラス繊維複合材料を含む材料から構成され る、請求項39記載の研磨フラップブラシ。
43. 43．前記接着剤がエポキシ、フェノール、シリコーン、アクリル、およびスチ レンブタジエンコポリマーからなる群から選択される、請求項39記載の研磨フラ ップブラシ。
44. 44．前記研磨フラップは、不織研磨フラップを含む、請求項39記載の研磨フラ ップブラシ。
45. 45．前記不織研磨フラップは、ステープルファイバー、研磨粒子、および硬化 性結合剤を含む、請求項44記載の研磨フラップブラシ。
46. 46．前記不織研磨フラップが圧縮されている、請求項44記載の研磨フラップブ ラシ。
47. 47．前記研磨フラップが被覆研磨フラップを含む、請求項39記載の研磨フラッ プブラシ。
48. 48．前記研磨フラップが、被覆研磨フラップおよび不織研磨フラップを含む、 請求項39記載の研磨フラップブラシ。