JPS6362345B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高硬度を有する物質を有効に研磨で
きる研磨布であつて、優れた耐久性及び優れた柔
軟性を有する研磨布の製造法に関する。

従来の技術及びその問題点 鉄鋼、超硬合金、石材、セラミツクス等の高硬
度の物質を研磨するための柔軟性を有する研磨布
や研磨紙としては、布や紙に、炭化ケイ素（カー
ボンランダム）、ダイヤモンド等の微粒子とニカ
ワ、合成樹脂等とを混合したものを塗布し、乾燥
して得られるものが知られている。しかしなが
ら、このような研磨布では、上記混合物を厚く塗
布する場合には、柔軟性に欠け、また薄く塗布し
すぎると耐久性に欠けるという欠点がある。

また、布に無電解めつきを施すことによつて高
硬度を有する物質を研磨でき、かつ柔軟性に優れ
た研磨布を製造する方法が知られている。しかし
ながら、このような方法では、無電解めつきの析
出速度が遅いために作業性が悪く、かつ無電解め
つき液が高価であることなどのためにコスト高に
なるという問題点がある。

問題点を解決するための手段 本発明者は、高硬度を有する物質を有効に研磨
でき、かつ優れた耐久性及び優れた柔軟性を有す
る研磨布を見出すべく、鋭意研究を重ねてきた。
その結果、布に無電解めつきを施して導電性を付
与した後、部分的に切り抜いた絶縁性シートを張
り付け、次いで電気めつきを施した後、ダイヤモ
ンドを含有するニツケルめつき浴を用いてダイヤ
モンドの共析めつきを行ない、その後電気めつき
によつてダイヤモンドを固定することによつて、
布上に密着性よくダイヤモンド粒子を含むめつき
皮膜を形成させることができ、このようにして得
られる研磨布は、耐久性に優れ、高硬度を有する
物質を有効に研磨でき、かつ柔軟性に優れたもの
であることを見出した。

即ち、本発明は、 (a) 布に無電解めつきを施し、 (b) 部分的に切り抜いた絶縁性シートを、布の両
面に、切り抜き部分が重なるように張り付け、 (c) 次に、布の両面に電気ニツケルめつきまたは
電気ニツケル合金めつきを施し、 (d) 次いでダイヤモンド共析めつきを行なつた
後、 (e) 電気ニツケルめつき、または電気ニツケル合
金めつきを行なう ことを特徴とするダイヤモンド共析めつきによる
研磨布の製造法を係る。

本発明では、まず、布に無電解めつきを施す。
無電解めつきの方法は、常法に従えばよく、例え
ば、布をアルカリ溶液に浸漬することによつて脱
脂した後、水洗、塩酸水溶液浸漬、水洗、の過程
を経て、布に無電解めつき用の触媒を付与し、次
いで無電解めつきを行なえばよい。触媒を付与す
る方法は、常法に従えばよく、例えば、センシタ
イザーアクチベーター法、キヤタリスト法などに
よればよい。

無電解めつきとしては、特に制限はなく、公知
の無電解めつき浴をいずれも使用でき、例えば、
無電解銅めつき、無電解ニツケルめつき、無電解
ニツケル合金めつき（Ni−Fe合金、Ni−Co合
金、Ni−Ｗ合金等）などによればよい。無電解
めつきは、布に導電性を付与することを目的とす
るものであつて、膜厚は、通常0.5〜2μｍ程度と
すればよい。膜厚を厚くしすぎる場合には、無電
解めつき浴の浴寿命が低下するので好ましくな
い。

無電解めつき後は、水洗し、乾燥するが、無電
解めつきの膜厚が薄い場合には、次の絶縁性シー
ト張り付け工程において一部めつきが剥離する場
合がある。このため、めつき皮膜の剥離の防止や
無電解めつき皮膜の光沢性向上を目的として乾燥
前に電気めつきを片面について0.5〜3μｍ程度の
膜厚となるように施すことが好ましい。電気めつ
きとしては、通常の銅めつき、ニツケルめつき等
でよく、通常の条件でめつきを行なえばよい。

めつき皮膜を乾燥させた後は、めつき皮膜上に
絶縁性シートを張り付ける。絶縁性シートは、ダ
イヤモンド共析めつきを施こす部分のみ予め切り
抜いておく、絶縁性シートの切り抜きの形状は、
特に限定されないが、めつきの有効面積を広く取
るために、円形または多角形とすることが好まし
い。切り抜きの面積や隣接する切り抜き間の間隔
は、研磨布に要求される柔軟性の程度に応じて適
宜決定すればよい。また、使用するダイヤモンド
の粒径が大きくなるに従つて、ダイヤモンドを安
定に埋込むために要するめつき厚が厚くなるの
で、ダイヤモンドの砥粒が大きくなるに従つて、
切り抜きの面積を広くとるほうが外観上良好にな
る。例えば粒径約20μｍ以下のダイヤモンドを使
用する場合には、切り抜きの形状を面積約0.015
cm²の円形または多角形として、切り抜き間の間隔
を0.05〜0.1cmとし、粒径約40〜60μｍのダイヤモ
ンドを使用する場合には、切り抜きの形状を面積
0.018cm²程度の円形または多角形として切り抜き
間の間隔を0.1cm程度とし、粒径約80〜100μｍの
ダイヤモンドを使用する場合には、切り抜きの形
状を面積0.025cm²程度の円形または多角形として、
切り抜き間の間隔を0.12cm程度とし、粒径約105
〜125μｍのダイヤモンドを使用する場合には、
切り抜きの形状を面積0.03cm²程度の円形または多
角形として切り抜き間の間隔を0.15cm程度とすれ
ばよい。

絶縁性シートの材質としては、本発明で用いる
酸水溶液、アルカリ水溶液、めつき浴等等に浸漬
する場合にも、変質、劣化、等をおこさないもの
であればよく、例えば、紙類、ビニール類などで
よい。絶縁性シートの厚さは、0.1〜0.5mm程度と
すればよい。絶縁性シートは、アクリル系や天然
ゴム系などの粘着剤でめつき処理を施した上に張
り付ければよく、通常は、粘着剤付きの絶縁性シ
ートとして、市販の紙製粘着テープ、粘着剤付ビ
ニールテープなどを使用すればよい。絶縁性シー
トは、同一形状の切り抜きを有するものを布の表
面、及び裏面に、切り抜きの位置が一致するよう
に張り付ける。

絶縁性シートを張り付けた布は、次の工程にお
いて、そのままめつきを行なつても良いが、好ま
しくは布の周辺部を枠により固定して、めつきを
行なう。枠により布の周辺部を固定する目的は、
布に強度を付与して、めつき作業中に布が変形
しないようにする、通電性をよくし、布の全面
に均一な電流が流れ易くする、次のダイヤモン
ド共析めつき工程においてダイヤモンド層中への
布の埋め込みを容易にする、陰極、陽極間の距
離（電極間距離）を一定に保ち易くする等であ
る。枠の材質は、特に限定されず、例えばプラス
チツクスなどでよい。枠は、布の形状に応じた形
状とすればよく、２つで一組として、布の周辺部
を挟んで固定して使用すればよい。枠の布と接す
る部分は、金属板や伝導性塗料等によつて導体化
し、布の周辺部の枠で固定する部分には絶縁性シ
ートを張り付けずにめつき皮膜を露出させておく
ことが好ましい。このようにすれば枠に通電する
ことによつて布の全面に均一に電流を流すことが
できる。

上記した場合において、布の周辺部の絶縁性シ
ートを張り付けずにめつき皮膜を露出させておく
部分の幅は、布の面積等によつて異なるが通常、
0.4〜1.5cm程度とすればよい。枠の幅や厚みも、
布の面積等によつて適宜決定すればよいが、例え
ば幅１〜2.5cm、厚み0.1〜0.3cm程度の枠を使用
し、枠の導体化する部分の幅は0.3〜1.5cm程度と
すればよい。

次いで、アルカリ溶液による脱脂、酸浸漬等の
通常のめつき前処理工程を経て、電気めつき法に
よりニツケルめつき、またはニツケル合金めつき
（Ni−Fe、Ni−Co、Ni−Ｐ等）を施す。このめ
つき工程により、研磨布の表面と裏面の電析物が
成長して繊維をはさんで電析物が結合し、研磨布
としての使用に充分耐えるだけの密着性にすぐれ
ためつき皮膜となる。めつき膜厚は、片面につい
て５〜30μｍ程度となるようにすればよい。これ
に対して、絶縁性シートを使用せず、スクリーン
印刷法でめつき不要部分を被覆する場合には、密
着性のよいめつきは、ほとんど得られない。これ
は、スクリーン印刷に用いる液体に含まれる有機
物が化学めつきされた繊維の間に若干残り、それ
が電解液と繊維とのヌレを阻害して、繊維をはさ
んでの電析物の成長を防げることが原因であると
推考される。

次にダイヤモンド共析めつきを行なう。めつき
浴としては、通常のニツケルめつき浴、例えば、
ワツト浴、スルフアミン酸ニツケル浴等の中にダ
イヤモンド粒子の堆積層を形成させたものを使用
すればよい。めつき浴の調整法としては、めつき
槽中にダイヤモンド粒子堆積層を作つた後、めつ
き液を加えてもよいし、或いは、めつき槽中に予
めめつき液を入れた後、ダイヤモンド粒子を加え
て堆積層を形成させてもよい。めつき液の液量
は、液面がダイヤモンド層の表面から0.5cm程度
以上となるようにすればよい。めつき液が少なす
ぎる場合には、水分が蒸発して、電解液が濃縮さ
れ、めつき浴の成分が結晶化する場合があるので
好ましくないが、めつき液量が多すぎる場合には
特に支障はない。

ダイヤモンド共析めつきの方法としては、めつ
き浴中のダイヤモンド粒子の層中に、前記処理を
施した布を埋めて通電する方法によればよく、電
流密度は、３〜8A／ｄm²程度とすればよい。電
流密度が高くなりすぎる場合には、水素ガスが発
生し、ダイヤモンドの付着量が減少するので好ま
しくない。めつき時間は、ダイヤモンドが充分付
着する時間とすればよく、例えば、電流密度
5A／ｄm²でめつきを行なう場合には、12〜50分
程度めつきを行なえばよい。一般にめつき時間が
長くなるに従つてダイヤの付着量が増加するが、
5A／ｄm²でめつきを行なう場合には、25分以上
めつきを行なつてもダイヤの付着量の増加はあま
りない。しかしながらめつき時間を増加させる
と、ダイヤモンドの付着分布が均一となりまた付
着性が向上するという利点がある。めつき浴の温
度は、通常のニツケルめつき浴と同様でよく、一
般に45〜55℃程度とすればよい。

使用するダイヤモンドは、一般の工業用ダイヤ
モンドでよく、粒径3μｍ以下の微粉状のものか
ら粒径100〜125μｍ程度のものまで広い範囲のも
のを用いることができる。

ダイヤモンド共析めつきを行なつた後は、電気
ニツケルめつきまたは電気ニツケル合金めつき
（Ni−Fe、Ni−Co、Ni−Ｐ等）によつて共析し
たダイヤモンドを固定する。電気ニツケルめつき
または電気ニツケル合金めつきを行なうことによ
つてダイヤモンド粒子はめつき皮膜に強く固定さ
れ、耐久性に優れた研磨布が得られる。めつき膜
厚の目安は、共析したダイヤモンドの粒径の40〜
80％程度とすればよく、めつきは常法に従つて行
なえばよい。

本発明では、上記した処理を施した研磨布の柔
軟性や変形性を更に向上させる目的で以下の処理
を施すこともできる。

まず、最終のニツケルめつきまたはニツケル合
金めつきを行なつた後、クロムめつきを厚さ0.3
〜3μｍ程度施す。クロムめつきは、公知の方法
で行なえばよい。次いで絶縁性シートを除去した
後、10％以上の硝酸水溶液に浸漬して、絶縁性シ
ートの下にあつて、ダイヤモンド共析めつきを施
こされてない部分のめつき皮膜を溶解除去する。
クロムめつきは、硝酸には溶解しないのでクロム
めつきを施された部分のみ残り、他の部分は研磨
布が露出して、柔軟性や変形性の優れた研磨布が
得られる。

本発明を適用できる布は、酸またはアルカリ水
溶液に浸漬した場合に、膨潤、加水分解、ケン
化、劣化等を生じ難いものであつて研磨布として
の通常の使用に耐え得るものであればよく、例え
ばアセテート、ナイロン、アクリル、ビニル、ポ
リエステル、綿等を挙げることができる。また、
布の繊度及び密度は、特に限定はなく、広い範囲
のものが使用できる。

発明の効果 本発明製造法によつて得られる研磨布は、めつ
き皮膜の密着性が優れ、高硬度を有する物質を有
効に研磨できるものであつて、かつ柔軟性に優れ
たものである。また、ダイヤモンド粒子の密着性
が良好であることから優れた耐久性を有する。

実施例 以下、実施例を示して本発明を更に詳細に説明
する。

実施例 １ ポリエステルの布（繊度；150d×250d、ｄ：
デニール、密度、73×56）を用いて以下の処理を
行なつた。

触媒付与 アルカリ溶液に浸漬して脱脂した後、塩酸水溶
液に浸漬し、次いで塩化第１錫23ｇ／、塩酸10
ml／の混合水溶液に５分間浸漬した後、塩化パ
ラジウム0.3ｇ／、塩酸1.3ml／の混合水溶液
に５分間浸漬した。

無電解ニツケルめつき 無電解ニツケルめつき浴（塩化ニツケル30ｇ／
、クエン酸60ｇ／、塩化アンモニウム50ｇ／
、次亜リン酸ナトリウム20ｇ／、水酸化ナト
リウム約40ｇ／）を使用し、50℃で30分間めつ
きを行なつて片面について1.2μｍの厚さとなるよ
うにニツケルめつき皮膜を形成させた。

電気ニツケルめつき スルフアミン酸ニツケルめつき浴（スルフアミ
ン酸ニツケル400ｇ／、塩化ニツケル10ｇ／、
ホウ酸30ｇ／、サツカリン1.5ｇ／）を用い
て浴温50℃、電流密度5A／ｄm²で１分間めつき
をして片面について1μｍの厚さのニツケルめつ
きを行ない、水洗し、乾燥した。

絶縁性シート張り付け 絶縁性シートとして両面紙粘着テープ（商標
名；ナイスタツク、ニチバン(株)製）を使用し、こ
の両面紙粘着テープに直径0.2cmの円形であつて、
円の端の間隔が約0.15cmとなるように多数の切り
抜きを作つた。この両面紙粘着テープを電気めつ
きを施した布の表面と裏面とに切り抜きの位置が
重なるように張り付けた。ただし、布の周辺部の
幅約0.5cmの部分には、両面紙粘着テープを張り
付けなかつた。

上記した方法により両面紙粘着テープを張り付
けた布の周辺部を、ABS樹脂製の枠（幅１cm、
厚さ0.15cm）によつてはさんで固定した。枠の布
と接する面では、枠の中心線部分の幅約0.5cmを
導体化しておいた。

電気ニツケルめつき アルカリ脱脂、水洗、塩酸水溶液浸漬を経た
後、上記の電気ニツケル工程で使用したものと
同じスルフアミン酸ニツケルめつき浴を用いて、
浴温約50℃、電流密度約5A／ｄm²で約25分間め
つきを行ない片面について約25μｍの厚さとなる
ようにめつき皮膜を形成させた。

ダイヤモンド共析めつき 粒径105〜125μｍのダイヤモンド粒子をめつき
槽中に堆積させ、これに高濃度スルフアミン酸ニ
ツケルめつき浴（浴組成；スルフアミン酸ニツケ
ル460ｇ／、臭化ニツケル15ｇ／、ホウ酸30
ｇ／、サツカリン1.5ｇ／）を液面がダイヤ
モンド層の表面より約0.8cm高くなるように加え
た。次いで枠により固定した布を、ダイヤモンド
層中に埋めた。陽極は、この布と平行になるよう
に布の両面に設置した。めつき浴の液温は、約55
℃とし、電流密度5A／ｄm²で約37分間めつきを
行ない、布の両面にダイヤモンド共析めつき皮膜
を形成させた。めつき膜厚は、片面について約
37μｍであつた。

電気ニツケルめつき 上記の電気ニツケルめつき工程と同じスルフ
アミン酸ニツケルめつき浴を使用し、浴温53℃で
めつき液を無攪拌の状態で電流密度3A／ｄm²で
10分間めつきを行ない（めつき厚さは片面につい
て約6μｍ）、次に攪拌状態で電流密度約6A／ｄm²
で約50分間めつきを行ない（めつき厚さは片面に
ついて約60μｍ）電気ニツケルめつき皮膜を形成
させた。

上記した処理の終了後、水洗し、絶縁性シート
を除去した後、乾燥して研磨布を製造した。得ら
れた研磨布は、柔軟性に優れたものであり、長期
間使用した場合に、ダイヤモンド粒子の脱落が少
なく、研磨布自体が劣化するまで、優れた研削性
を維持できた。

実施例 ２ 実施例１の及びの工程において、枠で固定
した布の片面にプラスチツクス板をあてて、布の
片面への電流の流れを遮断してめつきを行なつた
こと以外は、実施例１と同様にして、布の片面に
のみダイヤモンド粒子が共析した研磨布を製造し
た。

得られた研磨布は、柔軟性に優れたものであ
り、長期間使用した場合にも、ダイヤモンド粒子
の脱落は少なかつた。

実施例 ３ ポリエステルの布（繊度150d×250d、密度190
×66）に実施例１と同様にして無電解ニツケルめ
つきを片面について厚さ約1.6μｍの厚さとなるよ
うに施し、水洗した後、実施例１のと同様にし
て片面について約1.5μｍの厚さとなるようにニツ
ケルめつき皮膜を形成させた。

次に、面積約0.03cm²の円形で、隣接する円の間
隔が0.18cmとなるような切り抜きを多数作つた両
面紙粘着テープ（商標名：ナイスタツク、ニチバ
ン(株)製）を上記めつき処理を施した布の両面に、
切り抜きの位置が重なるように張り合わせた。た
だし、布の周辺部の幅約0.5cmの部分には、両面
紙粘着テープを張り付けなかつた。

次いで、上記両面紙粘着テープを張り付けた布
の周辺部を、塩化ビニル樹脂製の枠（幅１cm、厚
さ0.2cm）ではさんで固定した。枠の布と接する
面では、枠の中心線部の幅約0.5cmを導体化して
おいた。

次に、アルカリ脱脂、水洗、塩酸水溶液浸漬、
水洗の工程を経た後、実施例１のと同様にし
て、切り抜きの部分にニツケルめつき皮膜を片面
について約30μｍの厚さとなるように形成させ
た。

続いて、実施例１のと同様にしてダイヤモン
ド粒子を含有する高濃度スルフアミン酸ニツケル
めつき浴を用いて、ダイヤモンド粒子の共析めつ
きを行なつた。ただし、陽極は、試料の片面側に
のみ試料と平行に設置して、布の片面にのみ、ダ
イヤモンド共析めつきを行なつた。浴温約55℃、
電流密度6A／ｄm²として約33分間めつきを行な
い、厚さ約40μｍのダイヤモンド共析めつき皮膜
を形成させた。

次いで、ワツト浴（浴組成：硫酸ニツケル300
ｇ／、塩化ニツケル30ｇ／、ホウ酸30ｇ／
、サツカリン1.0ｇ／）を用いて、ダイヤモ
ンド共析めつきを施した試料面と向い合う側にの
み陽極を設置してめつきを行なつた。めつき方法
としては、まずめつき浴を無攪拌の状態で電流密
度2A／ｄm²で15分間通電し（片面のめつき厚さ
約6μｍ）、続いて、攪拌状態で電流密度5A／ｄm²
で約50分間通電する（片面のめつき厚さ約50μ
ｍ）という方法を用いた。

次に、水洗した後、クロムめつき浴（浴組成：
無水クロム酸200ｇ／、硫酸2.5ｇ／）を用い
て、浴温50℃、電流密度25A／ｄm²で試料の両面
にクロムめつきを行なつた。めつき厚さは、片面
について約0.5μｍであつた。その後、水洗し、絶
縁性シートを除去した後、硝酸水溶液に浸漬し
て、クロムめつきを施されてない部分（切り抜き
以外の部分）を溶解して、布を露出させた。次い
で、水洗し、乾燥して、研磨布を製造した。

得られた研磨布は、柔軟性が非常に優れたもの
であり、長期間使用した場合にもダイヤモンド粒
子の脱落が少なく、優れた耐久性を示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 布に無電解めつきを施し、 (b) 部分的に切り抜いた絶縁性シートを、布の両
   面に、切り抜き部分が重なるように張り付け、 (c) 次に、布の両面に電気ニツケルめつきまたは
   電気ニツケル合金めつきを施し、 (d) 次いでダイヤモンド共析めつきを行なつた
   後、 (e) 電気ニツケルめつきまたは電気ニツケル合金
   めつきを行なう ことを特徴とするダイヤモンド共析めつきによる
   研磨布の製造法。