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。
図1を参照して、本発明の実施形態に係る研磨パッド1について説明する。図1は、研磨パッドの斜視図である。図1に示すように、研磨パッド1は、基材2を備える。なお、本実施形態では、基材2の厚み方向と直交する方向をX軸方向(第1の方向)とし、厚み方向及びX軸と直交する方向をY軸方向(第2の方向)とする。基材2は、X軸方向とY軸方向と、に広がる平板状をなす。基材2は、厚み方向に対向する主面2c,2dを有している。なお、図1においては、基材2はX軸方向に長辺を有し、Y軸方向に短辺を有する。ただし、基材2の形状は特に限定されず、X軸方向の辺とY軸方向の辺の長さの比率は適宜変更されてよい。研磨パッド1のサイズは、作業者が手の平で保持しながら作業を行えるサイズであってよく、例えば、厚みは20〜40mm、X軸方向及びY軸方向の寸法は100〜150mmであってよい。
まず、基材2として、水溶性バインダーを用いたタイプのものを採用した場合について、例示する。基材2は不織布で構成される。不織布には、研磨粒子を保持するための研磨コーティングがなされている。研磨清掃物品において使用するのに適している不織ウェブは、限定されないが、エアレイド、カーディング、ステッチボンド、スパンボンド、ウェットレイド、メルトブロー構造で構成される。研磨清掃物品での使用に適している繊維としては、天然および合成繊維、およびその混合物が挙げられる。ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート)、ナイロン(例えば、ヘキサメチレンアジポアミド、ポリカプロラクタム)、ポリプロピレン、アクリル(アクリロニトリルのポリマーから形成される)、レーヨン、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニリデン−塩化ビニルコポリマー、塩化ビニル−アクリロニトリルコポリマー等で構成される繊維などの合成繊維が好ましい。適切な天然繊維としては、綿、羊毛、ジュート、および麻の繊維が挙げられる。使用される繊維は、未使用繊維、または例えば、衣料品の切断、カーペットの製造、繊維の製造、または紡織繊維の加工から再生された屑繊維であることができる。繊維材料は、均一繊維または複合繊維などのコンポジット繊維(例えば、コスパンのシース・コア繊維(co−spun sheath−core fiber))であることができる。ウェブの異なる部分(例えば、第1ウェブ部分、第2ウェブ部分、および中間ウェブ部分)に異なる繊維を含む物品を提供することもまた、本発明の範囲内である。ウェブの繊維は好ましくは、引き伸ばされ、けん縮されるが、押出し成形プロセスによって形成される連続フィラメント、ならびに連続繊維であることもできる。
研磨コーティングは、基材2に研磨粒子を保持し、かつ固定するものである。研磨コーティングは、水溶性バインダーを含有する。研磨パッド1の使用時に溶媒にさらされるまで、水溶性バインダーは、基材2の不織布に研磨粒子を保持かつ固定するために固化されている。溶媒は、清掃の際に用いられるものであり、水溶性バインダーを溶解し始め、研磨粒子を研磨パッド1から剥離させる。水溶性バインダーは、オリゴマーまたはポリマーであることができ、コポリマーおよびそのブレンドを含む。水溶性バインダーとして使用するのに適している、ポリマーおよびコポリマーの非制限的な例としては、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドン/酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースデンプン、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、セルロースエーテルポリマー、ポリエチルオキサゾリン、ポリエチレンオキシドのエステル、ポリエチレンオキシドのエステルとポリプロピレンオキシドとのコポリマー、ポリエチレンオキシドのウレタン、およびポリエチレンオキシドのウレタンとポリプロピレンオキシドとのコポリマーが挙げられる。
水溶性バインダーは、界面活性剤であることができる。さらに、水溶性バインダーは、そのうちの1つが界面活性剤であり得る、種々の水溶性バインダーの組み合わせを含み得る。また、水溶性バインダーは、種々の界面活性剤の組み合わせを含み得る。
本発明において有用な界面活性剤は、水に容易に溶解する界面活性剤である。さらに、界面活性剤は、通常の家庭の清掃用途において優れた起泡性、清掃、油落ち特性を提供し、清掃する表面から着色汚れ、グリース、油、汚れ、垢および堆積物を除去するのに役立つ。
本発明の研磨清掃物品で使用される界面活性剤としては、1種または複数種のアニオン性、カチオン性、非イオン性、両性界面活性剤、ならびにかかる界面活性剤の組み合わせが挙げられる。界面活性剤は、使用者の皮膚に優しく、非毒性であることが望まれる。1種または複数種のアニオン性、カチオン性、非イオン性、および/または両性界面活性剤のブレンドにおいて、より高い濃度のアニオン界面活性剤が、泡立ちおよび洗浄力の向上のために望ましいことは本発明の範囲内である。
研磨粒子は、水溶性バインダーによって基材2の不織布に剥離可能に固定される。本発明による物品の製造に使用される研磨粒子は、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。
水溶性バインダーおよび研磨粒子に加えて、研磨コーティングは、着色剤、香料、芳香油、保存剤、湿潤剤、消泡剤、カップリング剤、懸濁化剤、顔料、および抗菌性添加剤も含有し得る。これらの更なる成分は、当技術分野でよく知られている。
次に、基材2として、熱硬化性接着剤をバインダーとして用いたタイプのものを採用した場合について例示する。好ましい不織布は、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である。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。
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。
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。
不織布の繊維同士を結合させる第1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。
基材2の製造方法は特に限定されない。例えば、繊維のシートを複数積層させて積層体とした後、当該積層体を接着剤で固めることで基材2としてよい。あるいは、繊維を押し出して集合させた後に固めて型で抜くことで基材2としてもよい。
基材2は、X軸方向に延びると共にY軸方向に配列された複数のブロック3に区画される。ブロック3は、基材2のX軸方向における一方の端部2aと他方の端部2bとの間において、後述のX軸方向に延びるスリット6が存在しない領域である。ブロック3は、基材2において、端部2aと端部2bとの間で帯状に延びる。基材2を曲げた時には、ブロック3は、主に対象物と接触して、当該対象物の表面を研磨する領域となる。ブロック3は、Y軸方向に所定のピッチで区画される。ブロック3のピッチの設定方法については、後述する。
一対のブロック3同士の間には、X軸方向に延びる境界部4が形成される。境界部4には、基材2を厚み方向に貫通し、且つX軸方向に延びる複数のスリット6が形成される。スリット6は、主面2cから厚み方向へ延び、主面2dまで及んでいる。スリット6は、ベース部材に複数の板状の刃部が立設した工具を準備し、基材2を当該工具に押し付けて刃部で基材2を貫通させることで形成される。境界部4において、複数のスリット6は、X軸方向に互いに離間して配置される。このスリット6とスリット6とが離間した位置は、ブロック3同士を接続する接続部7として機能する。従って、Y軸方向に隣り合う一対のブロック3同士は、スリット6間に形成された接続部7にて互いに接続されている。
図1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、X軸方向に真っ直ぐに延びる直線をなしている。境界部4中には、複数のスリット6と複数の接続部7とが、交互に配置されている。すなわち、「境界部」は、厚み方向から見てスリット6と重なり、端部2a、2bまで延長させた仮想線を設定した場合、当該仮想線に該当する。このように、境界部4は、一のブロック3と他のブロック3とを仮想的に区切る仮想線である。「スリット」は、基材2に形成された切れ込みの事である。基材2が定常状態にあるとき(図1に示す状態)は、主面2cにおけるスリットの縁部6a,6b(図2及び図3参照)は互いに接触または近接した状態にある。各ブロック3をY軸方向に広げるような力を付与したとき、主面2cにおけるスリット6の縁部6a,6bは、互いに離間するように広がる。「接続部」は、境界部4の仮想線上のうち、スリット6が形成されていない部分に該当する。接続部7は、各ブロック3をY軸方向に広がるような力を付与したとき、スリット6のように開口が広がることなく、隣り合うブロック3同士が離れないように固定した部分である。
このように基材2に対して部分的にスリット6を設けた場合、図2及び図3に示すように、作業者がY軸方向に対して基材2を曲げたときに、基材2はスリット6の位置にて開口した状態で曲がる。スリット6では、基材2は、曲げに対して外周側に位置する縁部6a,6aが互いに遠ざかるように開口する。一方、X軸方向に対して基材2を曲げたとき、基材2はスリット6の位置にて開口することなく曲がる。従って、作業者は、X軸方向に基材2を曲げる場合に比して、Y軸方向において基材2を容易に曲げることができる。例えば、基材2のY軸方向に対する曲げ強度は、基材2のX軸方向に対する曲げ強度の10〜80%であってよく、15〜50%であってよい。なお、曲げ強度は、JIS L−1096曲げ反発性A法、JAPAN TAPPI NO.40に準拠する測定方法により、ガーレー剛軟度試験機で測定することで得られる値を用いる。なお、研磨パッド1を曲げた時には、研磨パッド1自体にスプリングバック力(反発力)が生じる。このような反発力により、脱力後、研磨パッド1は略平らに戻る。また、このような反発力により、作業時には、作業者の手のひら側に研磨パッド1がまとわり付く(付着する)という作用が生じる。
本実施形態では、ブロック3に対してY軸方向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、X軸方向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Y軸方向の中央位置が互いに異なっていればよく、Y軸方向における一部が重なり合っていてもよい。ブロック3に対してY軸方向における一方側に形成された境界部4のスリット6と、他方側に形成された境界部4のスリット6とは、X軸方向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、一方の境界部のスリット6と、他方の境界部のスリット6とが、千鳥状の位置関係となっている。このように、複数のスリット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、スリット6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、スリット6の千鳥配置パターンを形成している。
上述のように構成されたブロック3、スリット6、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。ブロック3のY軸方向における寸法は、2〜40mmであってよく、2〜20mmであってよい。スリット6のX軸方向における寸法は、5〜50mmであってよく、10〜30mmであってよい。接続部7のX軸方向における寸法は、5〜50mmであってよく、10〜30mmであってよい。
ここで、ブロック3のY軸方向における寸法の設定方法の一例について例示する。例えば、図4に示すような断面円形状の対象物30を研磨パッド1で磨く場合、研磨パッド1は、少なくとも周方向における8箇所にて対象物30と接触することが望まれる。図4に示すモデルでは、研磨パッド1の基材2が対象物30を覆うように曲がった場合、各ブロック3は略真っ直ぐな状態になり、各境界部4の位置で屈曲するものと仮定する。この場合、基材2は、ブロック3の所定の点にて対象物30と接触する。図4において、対象物30の外周に一点鎖線で記載された八角形は、基材2の研磨面を示している。従って、対象物30の直径が50mmである場合、対象物30の外周を8等分した時の寸法は、19.6mmとなる。従って、一つあたりのブロック3のY軸方向における寸法は、約20mm以下であることが好ましい。
次に、本実施形態に係る研磨パッド1の作用・効果について説明する。
研磨パッド1は、不織布で構成される基材2を備える研磨パッド1であって、基材2は、厚み方向と直交するX軸方向と、厚み方向及びX軸方向と直交するY軸方向と、に広がる平板状の形状をなし、基材2は、X軸方向に延びると共にY軸方向に配列された複数のブロック3に区画され、一対のブロック3同士の間には、X軸方向に延びる境界部4が形成され、境界部4には、基材2を厚み方向に貫通し、且つX軸方向に延びる複数のスリット6が形成され、境界部4において、複数のスリット6は、X軸方向に互いに離間して配置され、Y軸方向に隣り合う一対のブロック3同士は、スリット6間に形成された接続部7にて互いに接続されている。
例えば、図5に示すような比較例に係る研磨パッド100は、本実施形態のようなスリットを有していない。この場合、作業者が研磨パッド100を曲げようとすると、基材2の曲げに対する抵抗力が作用する。このため、作業者は研磨パッド100を曲げるために力を入れることが必要となる。一方、本実施形態に係る研磨パッド1では、基材2のブロック3の境界部4にX軸方向へ延びるスリット6が形成されている。基材2は、Y軸方向に対する曲げの力を付与されたとき、スリット6の位置にて容易に広がるように開口する。従って、作業者が研磨パッド1を曲げようとした場合、スリット6が広がることにより、基材2を容易に曲げることができる。また、このようなスリット6を形成した場合であっても、境界部4にはブロック3同士を接続する接続部7が形成されているため、ブロック3同士が切り離されることを防止できる。以上により、研磨パッド1を曲げるときに必要な力を低減することができる。
ブロック3に対してY軸方向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、X軸方向において異なる位置に配置されていてよい。例えば、後述の図6(a)に示すように、Y軸方向に隣り合う接続部7がX軸方向において同位置に形成されている場合、このように接続部7が連続した箇所では、基材2を曲げるときの曲げに対する抵抗力が大きくなる。それに対し、Y軸方向に隣り合う接続部7がX軸方向において異なる位置に配置されている場合、接続部7を分散して配置できるため、曲げに対する抵抗力が大きくなることを抑制できる。
基材2のY軸方向に対する曲げ強度は、基材2のX軸方向に対する曲げ強度の10〜80%であってよい。この場合、作業者は、研磨パッド1を容易に曲げて作業を行うことができる。
ブロック3のY軸方向における寸法は、2〜40mmであり、スリット6のX軸方向における寸法は、5〜50mmであり、接続部7のX軸方向における寸法は、5〜50mmであってよい。この場合、作業者は、容易に研磨パッド1を曲げることができる。また、研磨パッドの強度も十分に確保することができる。
研磨パッド1は、不織布で構成される基材2を備える研磨パッド1であって、基材2は、厚み方向と直交するX軸方向と、厚み方向及びX軸方向と直交するY軸方向と、に広がる平板状の形状をなし、基材2には、厚み方向における一方の主面2cから厚み方向へ延び、且つ、主面2cにおいてX軸方向に延びるスリット6が形成され、Y軸方向に複数のスリットが60形成されている。
研磨パッド1では、基材2には、厚み方向における一方の主面2cから厚み方向へ延び、且つ、主面2cにおいてX軸方向に延びるスリット6が形成されている。基材2は、Y軸方向に対する曲げの力を付与されたとき、スリット6の位置にて容易に広がるように開口する。また、Y軸方向に複数のスリットが60形成されている。これにより、Y軸方向において複数箇所にて、スリット6が開口する。従って、基材2全体を容易に曲げることが可能となる。以上により、研磨パッド1を曲げるときに必要な力を低減することができる。
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。
スリット6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6(a)に示す研磨パッド1では、ブロック3に対してY軸方向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、X軸方向において互いに同位置に配置されている。このように、スリット6は必ずしも千鳥配置でなくともよい。また、図1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、スリット6の千鳥配置パターンを形成していた。これに代えて、図6(b)に示すように、更に多数の境界部4が一セットとなって、スリット6の千鳥配置パターンを形成してもよい。あるいは、スリット6の配列パターンは特に規則的なもので無くともよい。
また、上述の実施形態では、スリット6は基材2を貫通していた。これに代えて、スリット6が基材2を貫通しない構成を採用してもよい。例えば、スリット6が基材2の主面2cから厚み方向へ延びて、主面2dへ及ぶことなく、基材2の内部の所定の位置まで及んでいてよい。
また、上述の実施形態では、X軸方向のみに延びるスリットが形成されていた。これに加えて、Y軸方向に延びるスリットを追加で形成してもよい。この場合、研磨パッドは、X軸方向に対しても曲げやすくなる。
また、上述の実施形態では、研磨パッドの基材として、長方形板状の部材を例示した。ただし、基材の形状は特に限定されず、あらゆるタイプの基材にスリット構造を適用してよい。例えば、フラップブラシ、ユニタイズドホイール、ユニタイズドパッド、ベベル、ホイールなどに、スリット構造を適用してよい。