JPH033778A - 可撓性研磨材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は可撓性研磨材料に関し、さらに詳しく言うと、
可撓性を有するものであって、研磨性能に優れるととも
に目詰りかなく、被研磨材が局面や起伏面等の複雑な形
状を有していても効率良く研磨することのできる可撓性
研磨材料に関する。

［従来技術および発明が解決しようとする課題］可撓性
研磨材としては、従来より研磨紙か広く知られている。

しかしなから、この研磨紙における砥粒には、専らガラ
スやＳｉＣ粉末が用いられているので、たとえば超硬合
金、セラミックス等の高硬度材料からなる被研磨材を効
率良く研磨することは殆ど不可能であるという問題があ
る。

そこて、高硬度材料からなる被研磨材を効率良く研磨す
ることのてきる可撓性研磨材か望まれており、またいく
つかの提案かなされている。

たとえば特開昭６０−２５５：１６５号公報においては
、砥粒であるタイヤモント粒子を気相合成法により薄板
上に生成させるダイヤモンド研磨紙の製造方法か開示さ
れており、また、特開昭６２−２１８０７１号公報にお
いては、可撓性を有する金属シートの周辺から中央部に
向けて複数の切欠部を設け、このシートの表面に気相法
ダイヤモンド薄膜を設けてなるダイヤモンド研磨シート
か開示されている。

しかしながら、これらにおいては、いずれも研磨粉の除
去か困難であるという欠点かあるとともに、研磨精度の
異なるものの製造か困難であるという問題かある。

また、特開昭６３−１４４９６８号公報においては、炭
素繊維またはガラス繊維を主材料とする網状基体上に電
着された砥粒層を含む砥石か開示されている。

しかしなから、この砥石においては可撓性か充分てはな
いとともに、砥粒層か砥粒の電着により形成されている
のて耐久性も充分てはないという欠点かある。

さらに、特開昭６３−１８５５７９号公報においては、
多結晶ダイヤモンドを含む研磨剤と結合剤とを含む研磨
層を可撓性支持体上に塗設してなる研磨テープか開示さ
れている。

しかしなから、この研磨テープにおいても、依然として
研磨粉の除去か困難であるという欠点がある。また、多
結晶ダイヤモンドを含む研磨剤を結合剤を用いて可撓性
支持体上に塗設してなるのて、特に多結晶ダイヤモンド
の粒径か小さいと、ダイヤモンド粒子の脱粒か生し易い
という問題がある。

したかって、可撓性を有し、しかも研磨性能に優れると
ともに目詰りのない可撓性研磨材か望まれているのか実
状である。

本発明は前記の事情に基いてなされたものである。

本発明の目的は、可撓性を有するものてあって、研磨性
能に優れるとともに目詰りかなく、被研磨材か局面や起
伏面等の複雑な形状を有していても効率良く研磨するこ
とのてきる可撓性研磨材を提供することにある。

［課題を解決するだめの手段］ 前記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討を重
ねた結果、気相法により表面にダイヤモンドおよび／ま
たはタイヤセント状炭素（この両者をダイヤモンド類と
総称することがある。）を析出させてなる繊維を用いた
特定の研磨材料は、可撓性を有するものてあって、研磨
性７１に優れるとともに目詰りかなく、被研磨材か局面
や起伏面等の複雑な形状を有していても効率良く研磨す
ることのできる可撓性研磨材を好適に形成することかて
きることを見い出して、本発明に到達した。

本発明の構成は、気相法により析出したダイヤモンドお
よび／またはダイヤモンド状炭素を表面に有する繊維を
含む織布または不織布を用いてなることを特徴とする可
撓性研磨材料である。

本発明の可撓性研磨材料は、気相法により析出したダイ
ヤモンド類を表面に有する繊維（以下、これをダイヤモ
ンド類析出繊維と称することかある。）を含むものであ
る。

前記ダイヤモンド類析出繊維は、原料繊維の表面に気相
法によりタイヤセン１〜類を析出させることにより得る
ことかてきる。

前記原料繊維としては、たとえば気相法によりダイヤモ
ンドを析出させる際の耐熱性に富むものであればよく、
具体的には、ガラス繊維、高ケイ酸質繊維、アルミナケ
イ酸繊維等のガラス質繊ＡＩ：ボロン繊維、炭化ケイ素
繊維、アルミナ繊維、チッ化ケイ素繊維、ジルコニア繊
維等のセラミック繊維；銅繊維、黄銅繊維、鋼繊維、ス
テンレス繊維、アルミ繊維、アルミニウム合金繊維、モ
リブデン繊維、タングステン繊維等の金属繊維；アルミ
ナウィスカー、マクネシアウイスカー、黒鉛ウィスカー
、炭化ケイ素ウィスカー窒化ケイ素ウィスカー等の各種
ウィスカーなどか挙げられる。

また、前記各種の原料繊維は、その表面にたとえば金属
やケイ素等を蒸着して使用に供することもてきる。

これらの中ても、好ましいのは金属繊維、セラミックＩ
Ｕ＆なとてあり、特に好ましいのは５００℃以上の耐熱
性を有する金属繊維、セラミックス繊維である。

前記原料繊維の形状については特に制限はなく、長繊維
、短繊維、ウィスカー、クロス、ローピンクマット、チ
ョツプドストランドマットなどのいずれてあってもよい
。

すなわち、本発明の可撓性研磨材料は、前記原料繊維が
、たとえば長繊維、短繊維、ウィスカー等であるときに
は、たとえばこれらを、織布化あるいは不織布化するこ
とにより可撓性研磨材として用いることかてきるし、前
記原料繊維が、たとえばクロス、チョツプドストランド
マット、ロービングマット等であるときには、これらを
そのまま可撓性研磨材として用いることかてきる。

前記原料繊維の繊維径およびアスペクト比は、用途に応
して最適なものをそれぞれ適宜に選定すればよいのであ
るか、繊維径は、通常、１〜５０ｇｍ、好ましくは２〜
２０ｇｍてあり、アスペクト比は、通常、１０以上、好
ましくは５０以」二である。また、ウィスカーと呼ばれ
るものは、直径０゜１〜５ｇｍ、アスペクト比１０〜５
０（）のものである。

なお、前記原料繊維は前処理を行なうことなくそのまま
、次に詳述する気相法によるダイヤモンドの析出に使用
することかてきるか、ダイヤモンドの核発生密度を増す
ためには、たとえば超音波法ダイヤモンド、ＳｉＣ，Ｂ
４Ｃなどのａ微粒子法による傷付処理等の前処理を行な
ってから使用してもよい。

前記原料繊維の表面にタイヤセント類を析出させる方法
には気相法を好適に採用することかてきる。

具体的には、炭素源ガスを含有する原料ガスを励起して
得られるガスを、反応室内に設置した前記原料ｆａｍに
接触させることにより、前記原料繊維の表面にダイヤモ
ンドを析出させることかてきる。

前記原料ガスは、少なくとも炭素源ガスを含有する。

具体的には、前記原料ガスとして、たとえば炭素源ガス
と水素ガスとの混合ガスか好ましく、あるいはさらに酸
素ガス、ハロゲンガス等を含有する混合ガスを使用する
こともてきる。

また、所望により、前記原料ガスとともに、不活性ガス
等のキャリヤーガスを用いることもてきる。

前記炭素源ガスとしては、各種炭化水素、含酸素化合物
、含ハロゲン化合物、含窒素化合物等のガスを使用する
ことかてきる。

炭化水素化合物としては、例えばメタン、エタン、プロ
パン、メタン等のパラフィン系炭化水素、エチレン、プ
ロピレン、メチレン等のオレフィン系炭化水素：アセチ
レン、アリレン等のアセチレン系炭化水素；ツタジエン
等のジオレフィン系炭化水素；シクロプロパン、シクロ
メタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環式炭
化水素；シクロツタジエン、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、ナフタレン等の芳香族炭化水素：塩化メチル、臭
化メチル、塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化炭
化水素などを挙げることがてきる。

含酸素化合物としては、例えばアセ１〜ン、ジエチルケ
トン、ベンゾフェノン等のケトン類：メタノール、エタ
ノール、プロパツール、フタノール等のアルコール類：
メチルエーテル、エチルエーテル、エチルメチルエーテ
ル、メチルプロピルエーテル、エチルプロピルエーテル
、フェノールエーテル、アセタール、環式エーテル（ジ
オキサン、エチレンオキシド等）のエーテル類：アセト
ン、ビナコリン、メチルオキシ１〜、芳香族ケトン（ア
セトフェノン、ベンゾフェノン等）、シケＩ〜ン、環式
ケトン等のケトン類：ホルムアルデヒド、アセトアルデ
ヒド、プチルアルデヒ１〜、ヘンズアルデヒド等のアル
デヒド類；ギ酸、酢酸、プロピオン酸、コハク酩、酪酸
、シュウ酸、酒石酸、ステアリン酸等の有機酸類：酢酸
メチル、酢酸エチル等の酸エステル類；エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール等の二価アルコール類；−
酸化炭素、二酸化炭素などを挙げることがてきる。

含窒素化合物としては、例えば１〜リメチルアミン、ト
リエチルアミンなどのアミン類などを挙げることがてき
る。

また、前記炭素源ガスとして、単体てはないが、消防法
に規定される第４類危険物：ガソリンなどの第１石油類
、ケロシン、テレピン油、しょう脳油、松根油などの第
２石油類、重油などの第３石油類、キャー油、シリンタ
ー油などの第４石油類などのガスをも使用することかで
きる。また前記各種の炭素化合物を混合して使用するこ
ともできる。

これらの炭素源ガスの中でも、常温で気体または蒸気圧
の高いメタン、エタン、プロパン等のバラフイン系炭化
水素：あるいはアセトン、ヘンンフェノン等のケトン類
、メタノール、エタノール等のアルコール類、−酸化炭
素、二酸化炭素ガス等の含酸素化合物か好ましく、−酸
化炭素は特に好ましい。

前記水素ガスには、特に制限がなく、たとえば石油類の
ガス化、天然ガス、水性ガスなどの変成、水の電解、鉄
と水蒸気との反応、石炭の完全ガス化などにより得られ
るものを充分に精製したものを用いるととかてきる。

前記水素ガスを構成する水素は励起されることにより原
子状水素を形成する。

この原子状水素は、前記タイヤセント類の析出と同時に
析出するクラファイトやアモルファスカーボン等の非タ
イヤセント成分を除去する作用を有する。

前記原料ガスにおける前記炭素源ガスの濃度は、通常、
０．１〜９０％、好ましくは０．１〜８０％である。

前記炭素源ガスの濃度か０．１％よりも低いと、１ ダイヤモンドの析出速度か遅くなったり、前記原料ガス
を用いて得られるダイヤモンドと原料繊維との密着性か
充分てはなくなることがある。

方、９０％を超えると、非晶質炭素を多量に含むダイヤ
モンドか析出することかある。

前記原料ガスを励起する手段としては、たとえばマイク
ロ波ブラスマＣＶＤ法（有磁場ＣＶＤ法、ＥＣＲ−ＣＶ
Ｄ法を含む。）、高周波プラズマＣＶＤ法（熱プラズマ
法を含む。）、直流プラズマＣＶＤ法（熱プラズマ法を
含む。）、熱フイラメント法（ＥＡＣＶＤ法を含む。）
、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、燃焼炎法、スパッタリング
法などを挙げることかできる。

これらの中ても、好ましいのは各種プラズマＣＶＤ法（
有磁場ＣＶＤ法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法を含む。）である。

これらの方法においては、通常、以下の条件下に反応か
進行して、前記原料繊維の表面にダイヤモンド類か析出
する。

すなわち、前記原料繊維の表面の温度は、前　２ 記原料ガスの励起手段によって異なるのて、概に決定す
ることはてきないが、通常、３００〜１．２００°Ｃ１
好ましくは５００〜１，１００°Ｃである。たとえばプ
ラズマＣＶＤ法を用いる場合には５００〜１．０００°
Ｃか好ましい。

前記の温度か、３００°Ｃより低いと、前記原料繊維の
表面に析出するダイヤモンド類の析出速度か遅くなった
り、非ダイヤモンド成分を多量に含む膜が析出したりす
ることかある。一方、１，２００°Ｃより高くしても、
それに見合った効果は奏されず、エネルギー効率の点で
不利になるとともに、析出したダイヤモンド類かエツチ
ングされてしまうことがある。

反応圧力は、通常、１０−６〜１０３ｔｏｒｒ、好まし
くは１Ｏ−５ｔｏｒｒ〜７５０　ｔｏｒｒである。

また、必要により、反応室内に磁場を加えた状態で、前
記原料ガスを励起することもてきる。この場合には、前
記原料ガスの励起手段に有磁場ＣＶＤ法を好適に採用す
ることがてきる。

反応圧力か１Ｏ−６ｔｏｒｒよりも低いと、ダイヤモン
ド類の析出速度か遅くなったり、ダイヤモンド類か析出
しなくなったりすることかある。

一方、１０３ｔｏｒｒより高くしてもそれに見合った効
果は奏されないことかある。

反応時間は、前記原料繊維の表面の温度、反応圧力、必
要とするダイヤモンド類の粒子径などにより相違するの
で一概に決定することはてきないか、通常は、１０時間
以内とすることができる。

本発明の可撓性研磨材料は、以上のようにして形成され
る前記ダイヤモンド類析出繊維を有する織布または不織
布を用いてなる。

すなわち、本発明の可撓性研磨材料は前記織布または不
織布布上に直接にダイヤモンド類を析出させることによ
り得ることもてきるし、前述の通り前記ダイヤモンド類
析出繊維な織布化あるいは不織布化することにより得る
こともてきる。なお、この場合に前記ダイヤモンド類を
析出させていないｍ維を加えることもてきる。

前記織布または不織布の厚みについては、可撓性を損な
わない限り、特に制限はないか１通常は０．０１〜２　
ｍ　ｍ程度である。

本発明の可撓性研磨材料は、たとえば第１図に示したよ
うに、織布または不＃ｌ＆布ｌにおけるダイヤモンド類
２を有する面とは反対側の面に樹脂層３を有していても
よい。この場合の樹脂層は、織布、不織布あるいは小孔
を多数形成したフィルム等て形成することが好ましい。

前記樹脂層を形成する樹脂としては、たとえばエチレン
酢ピコポリマー、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂
、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド、ボリイミ１〜樹
脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられ
る。

前記樹脂層を設ける場合、前記樹脂層の厚みは、通常、
０．０１〜１０ｍ　ｍ程度である。

いずれにせよ、本発明の可撓性研磨材料においては、第
１図に示したように、織布または不織布１の全面にダイ
ヤモンド類２を有していてもよいし、織布または不織布
ｌの一部分にダイヤモンド類２を有していてもよい。ま
た、タイヤセント　５ 類は粒子状てあってもよいし、被覆膜状てあってもよい
。

なお、本発明において前記ダイヤモンド類としては、結
晶性の高いダイヤモンドであることか硬度等の点て好ま
しいか、用途によってはダイヤモンド状炭素てあっても
よい。

本発明の可撓性研磨材料は、様々な材料の研磨に好適に
利用することがてきる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を示し、本発明についてさらに具
体的に説明する。

（実施例１） タンクステン繊維（平均繊維径１２ｐｍ）不織布（１，
００＋ｓ＋ｓＸ　１０ｈ＋ｉ　）を反応室内の基板上に
載置した。

次いて、この反応室内に一酸化炭素ガスおよび水素ガス
からなる原料ガス（ＣＯ濃度７％）を導入し、Ｔａフィ
ラメント温度２，３００℃、圧力４（ｌｔ、ｏｒｒ、基
板温度８５０℃、基板−フィラメント間隔３ｍｍの条件
にて、公知の熱フイラメント法に６ よるダイヤモンドの合成を３時間行なって、タンクステ
ン繊維不織布」−に析出物を得た。

なお、タンクステン繊維不織布は超音波法による前処理
を行なって核発生密度の増したものを使用した。

この析出物についてラマン分光分析を行なったところ、
１３３３ｃｍ−’の位置にダイヤモンドに起因するシャ
ープなピークか認められた。

また、この析出物の粒径は３〜５ｐｍて均一であった。

次いて、上記タンクステン繊維不織布の裏面にポリエス
テルからなる樹脂層（厚み０．５＋＊ｍ　）を溶着して
、可撓性研磨材料を得た。

得られた可撓性研磨材料を用いて、超硬合金（ＷＣＣｏ
、　ＨＲＡ　９２．４人）を研磨したところ、Ｒ□、＝
１，０（１（ｌ入の鏡面に仕上げることができた。

また、研磨粉の除去は容易てあった。

（実施例２） 前記実施例１において、樹脂層を形成しなかったほかは
、前記実施例１と同様にして実施した。

得られた可撓性研磨材料を用いて、超硬合金（ＷＣ−Ｇ
ｏ、　ＨＭＡ　９２．４人）を研磨したところ、Ｒ□つ
＝］、０００人の鏡面に仕上げることかできた。

また、研磨粉の除去は容易てあった。

［発明の効果］ 本発明によると、 （１）　　織布または不織布からなるので、可撓性に優
れる、 （２）　　繊維径、繊維の種類あるいはこれらの組み合
わせ等により、任意の仕上げか可能な研磨材料を得るこ
とかできる、 （３）シかも、気相法により析出したダイヤモンド類を
表面に有する繊維を含むので、研磨性能に優れるととも
に目詰りがない、 （４）シたかって、たとえば被研磨材が曲面や起伏面等
の複雑な形状を有していても効率良く研磨することかて
きる、 等の利点を有する工業的に有用な可撓性研磨材料を提供
することかてきる。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可撓性研磨材料の一例を示す説明図で
ある。 ・織布または不織布、 ・タイヤ セント類 　９ 第１ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）気相法により析出したダイヤモンドおよび／また
   はダイヤモンド状炭素を表面に有する繊維を含む織布ま
   たは不織布を用いてなることを特徴とする可撓性研磨材
   料。