(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超高圧高温下で非ダイヤモンド型炭素から焼結助剤や触媒の添加なしに変換焼結されて得られたダイヤモンド多結晶体であって、該ダイヤモンド多結晶体を構成するダイヤモンド焼結粒子の平均粒径が５０ｎｍより大きく２５００ｎｍ未満であり、純度が９９％以上であり、かつ、ダイヤモンドのＤ９０粒径が（平均粒径＋平均粒径×０．９）以下であることを特徴とするダイヤモンド多結晶体。
【請求項２】
前記ダイヤモンド焼結粒子のＤ９０粒径が（平均粒径＋平均粒径×０．７）以下であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のダイヤモンド多結晶体。
【請求項３】
前記ダイヤモンド焼結粒子のＤ９０粒径が（平均粒径＋平均粒径×０．５）以下であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のダイヤモンド多結晶体。
【請求項４】
前記ダイヤモンド多結晶体の硬度が１００ＧＰａ以上であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載のダイヤモンド多結晶体。
【請求項５】
前記非ダイヤモンド型炭素がグラファイト型層状構造の炭素物質であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載のダイヤモンド多結晶体。
【請求項６】
請求の範囲第１項〜第５項のいずれか一に記載のダイヤモンド多結晶体を用いたことを特徴とするウォータージェット用オリフィス。
【請求項７】
前記ダイヤモンド多結晶体に形成された孔のうち、ウォータージェット流体が通過するオリフィス孔内面の表面粗さがＲａ３００ｎｍ以下であることを特徴とする請求の範囲第６項に記載のウォータージェット用オリフィス。
【請求項８】
前記ダイヤモンド多結晶体に形成されたオリフィス孔の大きさが、φ１０μｍ以上φ５００μｍ以下であることを特徴とする請求の範囲第６項又は第７項に記載のウォータージェット用オリフィス。
【請求項９】
前記ダイヤモンド多結晶体に形成されたオリフィス孔径（Ｄ）とオリフィス高さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が１０〜５００であることを特徴とする請求の範囲第６項〜第８項のいずれかに記載のウォータージェット用オリフィス。
【請求項１０】
前記ダイヤモンド多結晶体に形成されたオリフィス孔の大きさが、φ５００μｍより大きく、φ５０００μｍ以下であることを特徴とする請求の範囲第６項又は第７項に記載のウォータージェット用オリフィス。
【請求項１１】
前記ダイヤモンド多結晶体に形成されたオリフィス孔径（Ｄ）とオリフィス高さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が０．２〜１０であることを特徴とする請求の範囲第６項、第７項又は第１０項のいずれかに記載のウォータージェット用オリフィス。
【請求項１２】
請求の範囲第１項〜第５項のいずれか一に記載のダイヤモンド多結晶体を用いたことを特徴とするグラビア印刷用スタイラス工具。
【請求項１３】
請求の範囲第１項〜第５項のいずれか一に記載のダイヤモンド多結晶体を用いたことを特徴とするスクライバー工具。
【請求項１４】
先端のカット面が３以上の角を有する多角形からなり、該多角形の有する角のうち、一部又は全てを刃として用いることを特徴とする、請求の範囲第１３項に記載のスクライバー工具。
【請求項１５】
請求の範囲第１項〜第５項のいずれか一に記載のダイヤモンド多結晶体を用いたことを特徴とする切削用ダイヤモンド工具。
【請求項１６】
請求の範囲第１項〜第５項のいずれか一に記載のダイヤモンド多結晶体を用いたことを特徴とするスクライブホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非ダイヤモンド型炭素から焼結助剤や触媒の添加なしに変換焼結されて得られたダイヤモンド多結晶体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、天然あるいは人工の単結晶ダイヤモンドはその優れた性能から様々な用途に応用されている。単結晶ダイヤモンドを利用した工具としては、例えば、ウォータージェット用オリフィス（特許文献１）、グラビア印刷用スタイラス工具（特許文献２、３）、スクライバー工具（特許文献４）、切削用ダイヤモンド工具（特許文献５、６）、スクライブホイール（特許文献７）等が挙げられる。【０００３】
しかし、単結晶ダイヤモンドはその結晶方位に依存して摩耗量が異なる（偏摩耗）という性質も持つ。例えば、（１１１）面と（１００）面ではその摩耗量は大幅に異なる。このため、単結晶ダイヤモンドを上記のような工具に応用した場合には、使用時間の経過に伴って特定の面のみが短時間で磨耗し、所定の効果が得られなくなるといった問題点がある。
また、単結晶ダイヤモンドは、（１１１）面でへき開する性質もある。このため、使用中に応力が発生するような工具に用いた場合には、その工具が折れたり割れたりするという問題もある。【０００４】
一方で、単結晶ダイヤモンドの偏摩耗性、へき開性に対する対策として、焼結ダイヤモンドを用いる場合がある。この焼結ダイヤモンドは、ダイヤモンド粒子をコバルト等の金属結合材を用いて焼結することによって得られるため、ダイヤモンド粒子間にはその金属結合材が存在する。しかし、この金属結合材部分はダイヤモンド粒子よりも柔らかいため、短時間で摩耗が進行してしまう。結合材が減少すればダイヤモンド粒子の脱落も起こり、長期間安定した効果が得られなくなってしまう。また、金属結合材部分が、加工対象となる相手金属材料と凝着摩耗して長時間の加工ができないという問題もある。【０００５】
このような金属結合材による問題点を解決するために、金属結合材を酸で溶かして除去してバインダーレスの焼結ダイヤモンドとすることも考えられる。しかし、金属結合材除去するとダイヤモンド粒子自体の保持力が低下するために摩耗量が増えると考えられる。
また、金属結合材を含まない多結晶ダイヤモンドとしては、ＣＶＤ法（化学気相蒸着法）によって得られた多結晶ダイヤモンドがある。しかし、この多結晶体ダイヤモンドは粒子間結合力が小さいため摩耗量が多いといった問題点がある。【０００６】
前述の工具について以下で具体的に述べる。
単結晶ダイヤモンドを使用したウォータージェット用オリフィスの場合には、使用時間の経過に伴い、目的の切断幅が得られないという問題がある。
これは、単結晶ダイヤモンド製オリフィスでは、そのオリフィス孔内面のダイヤモンド結晶は周囲方向に様々な結晶方位を示すため、使用開始当初は円筒であっても、短時間で摩耗しやすい面の摩耗が進行して円筒形状が崩れて６角形などの多角形に内面が拡がることに起因する。【０００７】
また、このような偏摩耗による多角形化に対する対策として、焼結ダイヤモンドを用いることが考えられるが（特許文献８）、この場合には、前述のような結合材の減少に伴ってダイヤモンド粒子の脱落が生じ、オリフィス孔が拡がり長期間安定した切断幅が得られないといった問題点がある。特に、切断効率の向上を目的としたウォータージェットの場合、水にさらに硬質粒子（アルミナ等）を添加した液体を高圧噴射するため、ダイヤモンド粒子よりも軟らかい金属結合材部分は短時間で摩耗が進行し、長期間安定した切断幅が得られないといった問題点がある。
更に、オリフィス内面を金属結合材を含まない多結晶ダイヤモンドとするために、前述のようにＣＶＤ法（化学気相蒸着法）によって金属製オリフィス孔の内面に金属結合材を含まないダイヤモンド薄膜をコーティングする方法がある（特許文献９参照）。しかしこのダイヤモンド薄膜は摩耗寿命が短く、また、粒子間結合力が小さいので摩耗寿命が短いといった問題点がある。【０００８】
また、別の例として、グラビア印刷用スタイラス工具の材質として天然あるいは人工の単結晶ダイヤモンドを用いたものがある（特許文献２、３参照）。しかし、へき開する特性があるためか、使用中の応力でその工具が折れたり割れたりする問題がある。また、偏摩耗性により、使用時間の経過にともない特定の面のみが短時間で磨耗し、長時間の加工ができないといった問題点がある。【０００９】
更に、別の一例として、ダイヤモンド単結晶体を用いたスクライバー工具がある。例えば特許文献４に示すように、単結晶ダイヤモンドがその多面体の頂点を刃として、単結晶基板またはガラス基板などに傷をつけることに用いられる。この単結晶ダイヤモンドからなるスクライバーは、特にサファイヤ等の単結晶材料のスクライブ対象物に対して最も耐磨耗性のある（１１１）面が、スクライブ対象物に対して平行になるように、単結晶ダイヤモンドを加工することで作製している。
しかし、単結晶ダイヤモンド製スクライバーは、前述のように単結晶ダイヤモンドが（１１１）面でへき開する特性があるためか、スクライブを行う面が（１１１）面から少しでもずれた場合には割れたり、また偏摩耗するなどの問題点がある。【００１０】
更に別の一例として、切削用ダイヤモンド工具の材質として天然あるいは人工の単結晶ダイヤモンドが用いられている（特許文献５、６参照）。しかし、前述の単結晶ダイヤモンドのへき開性、偏摩耗性の問題から、単結晶ダイヤモンド製の工具は、使用中の応力でその工具が折れたり割れたり、使用時間の経過にともない特定の面のみが短時間で磨耗し、長時間の加工ができないといった問題点がある。【００１１】
更に別の一例として、スクライブホイールの材質として単結晶ダイヤモンドが用いられている。例えば特許文献７に示すように、ホイールのＶ字形先端部を刃として、液晶パネル用ガラスなどの脆性材料にスクライブラインを形成する。【００１２】
しかし、他の工具と同様に、単結晶ダイヤモンドのへき開性の問題から、使用中の応力で折れたり割れたりする問題がある。
更に、偏摩耗性により、使用時間の経過に伴って特定の面のみが短時間で磨耗して、長時間の使用ができないといった問題点がある。このため、単結晶ダイヤモンド製スクライブホイールでは、Ｖ字形先端部の周囲方向は様々な結晶方位があり、使用開始当初は真円であっても、摩耗しやすい面は短時間で摩耗が進行してその真円が崩れて多角形になる。その結果、ホイールが回転できなくなる問題が発生している。【００１３】
前記した種々の工具の壁開性及び偏摩耗性に対する対策として、工具の材料として金属を結合材として用いたダイヤモンド焼結体を用いることが考えられる（特許文献７、１０）。
しかしながら、焼結ダイヤモンドを用いても、コバルトなどの金属結合材部分がダイヤモンド粒子よりも軟らかいため短時間で摩耗したり、銅などの相手金属材料と凝着摩耗したりして長時間の加工ができないといった問題点が考えられる。また、該ダイヤモンド焼結体中の金属結合材を酸で溶かして除去することも考えられるが、ダイヤモンド粒子の保持力が低下するために摩耗量が増えると考えられる。
更に、ＣＶＤ法により金属結合材を含まない多結晶ダイヤモンドでは、粒子間結合力が小さいので摩耗寿命が短いといった問題点が考えられる。【００１４】
【特許文献１】特開２０００−０６１８９７号公報
【特許文献２】特開２００６−１２３１３７号公報
【特許文献３】特開２００６−５１８６９９号公報
【特許文献４】特開２００５−２８９７０３号公報
【特許文献５】特開２００４−１８１５９１号公報
【特許文献６】特開２００３−０２５１１８号公報
【特許文献７】特開２００７−０３１２００号公報
【特許文献８】特開平１０−２７０４０７号公報
【特許文献９】特開２００６−１５９３４８号公報
【特許文献１０】国際公開第２００３／０５１７８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑みて、多用途に応用可能なダイヤモンド多結晶体、並びにこれを用いたウォータージェット用オリフィス、グラビア印刷用スタイラス工具、スクライバー工具、切削用ダイヤモンド工具、及びスクライブホイールを提供することを課題とする。
特に、従来の単結晶ダイヤモンドや金属結合材を含むダイヤモンド焼結体を用いたものよりも、長期間安定した切削幅が得られるウォータージェット用オリフィス、並びに、長期間安定した加工が得られるグラビア印刷用スタイラス工具、スクライバー工具、切削用ダイヤモンド工具及びスクライブホイールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を進めた結果、コバルト等の金属結合材を含まないダイヤモンド多結晶体であって、当該ダイヤモンドの平均粒径が５０ｎｍより大きく２５００ｎｍ未満であり、純度が９９％以上であり、かつ、焼結体粒径のＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下で構成されるダイヤモンド多結晶体が、様々な用途に対して有効に利用可能であることを見出して本発明を完成させた。
すなわち、本件発明は以下に記載するとおりのダイヤモンド多結晶体及びこのダイヤモンド多結晶体からなる長期間に亘って安定して加工を行うことが可能なウォータージェット用オリフィス、グラビア印刷用スタイラス工具、スクライバー工具、切削用ダイヤモンド工具、スクライブホイールである。【００１７】
＜ダイヤモンド多結晶体＞
（１）超高圧高温下で非ダイヤモンド型炭素から焼結助剤や触媒の添加なしに変換焼結されて得られたダイヤモンド多結晶体であって、該ダイヤモンド多結晶体を構成するダイヤモンド焼結粒子の平均粒径が５０ｎｍより大きく２５００ｎｍ未満であり、純度が９９％以上であり、かつ、ダイヤモンドのＤ９０粒径が（平均粒径＋平均粒径×０．９）以下であることを特徴とするダイヤモンド多結晶体。
（２）前記ダイヤモンド焼結粒子のＤ９０粒径が（平均粒径＋平均粒径×０．７）以下であることを特徴とする上記（１）に記載のダイヤモンド多結晶体。
（３）前記ダイヤモンド焼結粒子のＤ９０粒径が（平均粒径＋平均粒径×０．５）以下であることを特徴とする上記（１）に記載のダイヤモンド多結晶体。
（４）前記ダイヤモンド多結晶体の硬度が１００ＧＰａ以上であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のダイヤモンド多結晶体。
（５）前記非ダイヤモンド型炭素がグラファイト型層状構造の炭素物質であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のダイヤモンド多結晶体。【００１８】
＜ウォータージェット用オリフィス＞
（６）上記（１）〜（５）のいずれか一に記載のダイヤモンド多結晶体を用いたことを特徴とするウォータージェット用オリフィス。
（７）前記ダイヤモンド多結晶体に形成された孔のうち、ウォータージェット流体が通過するオリフィス孔内面の表面粗さがＲａ３００ｎｍ以下であることを特徴とする上記（６）に記載のウォータージェット用オリフィス。
（８）前記ダイヤモンド多結晶体に形成されたオリフィス孔の大きさが、φ１０μｍ以上φ５００μｍ以下であることを特徴とする上記（６）又は（７）に記載のウォータージェット用オリフィス。
（９）前記ダイヤモンド多結晶体に形成されたオリフィス孔径（Ｄ）とオリフィス高さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が１０〜５００であることを特徴とする上記（６）〜（８）のいずれかに記載のウォータージェット用オリフィス。
（１０）前記ダイヤモンド多結晶体に形成されたオリフィス孔の大きさが、φ５００μｍより大きく、φ５０００μｍ以下であることを特徴とする上記（６）又は（７）に記載のウォータージェット用オリフィス。
（１１）前記ダイヤモンド多結晶体に形成されたオリフィス孔径（Ｄ）とオリフィス高さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が０．２〜１０であることを特徴とする上記（６）、（７）又は（１０）のいずれかに記載のウォータージェット用オリフィス。【００１９】
＜グラビア印刷用スタイラス工具＞
（１２）上記（１）〜（５）のいずれか一に記載のダイヤモンド多結晶体を用いたことを特徴とするグラビア印刷用スタイラス工具。【００２０】
＜スクライバー工具＞
（１３）上記（１）〜（５）のいずれか一に記載のダイヤモンド多結晶体を用いたことを特徴とするスクライバー工具。
（１４）先端のカット面が３以上の角を有する多角形からなり、該多角形の有する角のうち、一部又は全てを刃として用いることを特徴とする、上記（１３）に記載のスクライバー工具。【００２１】
＜切削用ダイヤモンド工具＞
（１５）上記（１）〜（５）のいずれか一に記載のダイヤモンド多結晶体を用いたことを特徴とする切削用ダイヤモンド工具。【００２２】
＜スクライブホイール＞
（１６）上記（１）〜（５）のいずれか一に記載のダイヤモンド多結晶体を用いたことを特徴とするスクライブホイール。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のダイヤモンド多結晶体は、偏摩耗が生じないため様々な用途に応用可能である。
本発明のウォータージェット用オリフィスによれば、従来の単結晶ダイヤモンドや金属結合材を含むダイヤモンド焼結体を用いたオリフィスに比べて長期間安定した切断幅を得ることができる。
本発明のグラビア印刷用スタイラス工具、スクライバー工具、切削用ダイヤモンド工具、スクライブホイールによれば、従来の単結晶ダイヤモンドや金属結合材を含むダイヤモンド焼結体からなるそれらの工具に比べて、長期間安定した加工を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
まず、本発明に係るダイヤモンド多結晶体について以下に詳述する。
本発明に係るダイヤモンド多結晶体は、コバルト等の金属結合材を含まない実質的にダイヤモンド単相（純度９９％以上）のダイヤモンド多結晶体であり、原料の黒鉛（グラファイト）やグラッシーカーボン、アモルファスカーボンなどの非ダイヤモンド型炭素を超高圧高温下（温度１８００〜２６００℃、圧力１２〜２５ＧＰａ）で、触媒や溶媒なしに直接的にダイヤモンドに変換させ、同時に焼結させることによって得ることができる。このようにして得られたダイヤモンド多結晶体は単結晶体に見られるような偏摩耗は起こらない。【００２５】
なお、ダイヤモンド粉末、グラファイトを原料としてダイヤモンド多結晶体を製造する方法自体は公知である。すなわち、ダイヤモンド粉末を原料としてダイヤモンド多結晶体を製造する方法及びこれにより得られるダイヤモンド多結晶体は下記の文献１〜４に開示されている。
文献１：特開２００６−００７６７７号公報
文献２：特開２００２−１８７７７５号公報
文献３：特許第３８５５０２９号
文献４：特開２００４−１６８５５４号公報【００２６】
文献１にはダイヤモンド多結晶体が開示されており、このダイヤモンド多結晶体を構成するダイヤモンド粒子の平均粒径は本発明で規定する数値の範囲内である８０ｎｍから１μｍである。ところで文献１にはダイヤモンド多結晶体を文献２に記載の方法によって得たことが記載されている。そして、文献２に記載のダイヤモンド多結晶体の製造方法は炭酸塩を焼結助剤として用いてダイヤモンド粉末を焼結するというものであり、文献２にはダイヤモンド多結晶体中には焼結後においても炭酸塩が残留することが記載されている。従って文献１に開示されているダイヤモンド多結晶体の組織は、本発明のダイヤモンド多結晶体の組織とは異なるものである。【００２７】
その他、ダイヤモンド粉末を焼結助剤を用いて焼結する方法としては文献３に開示されている方法があるが、文献３には、この方法によって得られたダイヤモンド多結晶体には焼結助剤の一部が残留していることをＩＲスペクトルで確認したことが記載されており、このダイヤモンド多結晶体の組織も本発明のダイヤモンド多結晶体の組織とは異なる。さらに、文献４では、文献２及び３の焼結体の硬度が、本発明の様な焼結助剤を含まないものに比較して劣ると記述しており、本発明の焼結体が優れていること示している。【００２８】
また、前記文献４には焼結助剤を用いないダイヤモンド多結晶体の製造方法が開示されている。この方法では、微粒ダイヤモンド粉末を出発原料としており、その焼結体粒子の粒径は本発明で規定する数値範囲内の１００ｎｍ以下である。しかしながら、本発明は非ダイヤモンド型炭素を出発原料としており、特にグラファイト型層状構造の炭素物質を出発原料とすると、文献４記載のダイヤモンド多結晶体には存在しない、ラメラ構造という特徴的な組織を有するダイヤモンド多結晶体が得られる。後述する文献５はラメラ構造の部分で亀裂の進展が抑制されることを示している。このことは、文献４に記載のものと比較して本発明のダイヤモンド多結晶体が壊れ難いことを示している。
以上のように、本発明のダイヤモンド多結晶体は、従来開示されているダイヤモンド焼結体とは組織が根本的に異なり、その結果機械的特性も遙かに優れている。【００２９】
また、本発明におけると同様に、１２ＧＰａ以上、２２００℃以上の超高圧高温下で、非ダイヤモンド型炭素材料を出発物質として、焼結助剤や触媒の添加なしに変換焼結されたダイヤモンド多結晶体を得る方法は例えば下記の文献に記載されている。
文献５：ＳＥＩテクニカルレビュー１６５（２００４）６８（角谷ら）
文献６：特開２００７−２２８８８号公報
文献７：特開２００３−２９２３９７号公報【００３０】
上記の文献５〜７に記載の方法で得られるダイヤモンドで各種工具を製作してその性能を調べると、文献５記載のものは平均粒径の約１０倍程度の異常成長粒があるためか、また文献６に記載のものは添加した粗い原料から変換した粗粒ダイヤモンドを含むためか、先ずその大きな粒子部分で摩耗が極端に進行することがわかる。
そこで、極端に摩耗する部分を無くすために検討を重ねた結果、ダイヤモンド多結晶体を構成する焼結粒子の粒径分布を制御することが必要であることがわかった。そこで、粒径分布を制御して各種工具を製作すると、極端に摩耗する粒子は無くなり、長期間安定した性能を得ることができた。また、文献７に記載のものも文献５と同様の製造方法であるためか、異常粒成長があり、文献５記載のものと同様の問題がある。【００３１】
上記の問題は、ダイヤモンド多結晶体を構成する焼結粒子の平均粒径が５０ｎｍより大きく２５００ｎｍ未満であり、純度が９９％以上であり、かつ、焼結体粒径のＤ９０粒径を（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下としたダイヤモンド多結晶体を用いることにより解決することができる。これはダイヤモンド多結晶体の焼結粒子のＤ９０粒径を（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下とすることにより、異常摩耗が抑止されるためである。【００３２】
本発明における平均粒径はＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いた測定による数平均粒子径である。平均粒径及びＤ９０粒径は、出発原料の粒径や焼結条件を制御することにより制御することができる。【００３３】
ダイヤモンド多結晶体において、平均粒径の数値とＤ９０粒径の数値とが上記の関係を満たす場合を具体的な数値で示すと次の通りである。
例１：平均粒径６０ｎｍの場合、Ｄ９０粒径は１１４ｎｍ以下
例２：平均粒径１００ｎｍの場合、Ｄ９０粒径は１９０ｎｍ以下
例３：平均粒径５００ｎｍの場合、Ｄ９０粒径は９５０ｎｍ以下【００３４】
また、Ｄ９０粒径が（平均粒径＋０．７×平均粒径）以下であることがより好ましく、Ｄ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下であることが更に好ましい。
一方、平均粒径が５０ｎｍ以下及び２５００ｎｍ以上の場合、硬度が１００ＧＰａ未満となり、短時間で摩耗が進行するため、長期間安定した切断幅は得られない。【００３５】
続いて、本発明に係るウォータージェット用オリフィスについて以下に詳述する。
本発明のオリフィスの材料は、上記の本発明に係るダイヤモンド多結晶体であるため、本発明に係るウォータージェット用オリフィスは、単結晶を用いたオリフィスに見られる様な偏摩耗は起こらない。【００３６】
本発明者らは、前記文献５〜７に記載の方法で得られるダイヤモンドでオリフィスを製作しその切断幅を調べた。すると、前述のように、各文献に記載の方法で得られるダイヤモンドは大きな粒子を含むため、先ずその大きな粒子部分で摩耗が極端に進行することがわかった。この場合、その部分でウォータージェット溶媒の流速の低下が起こり、流れの方向が変わる。その結果、切断時間が経過するにつれて、切断幅が狭くなったり広くなったりなど、切断幅が安定せず目的の切断幅が得られないという問題点がある。【００３７】
そこで、安定した目的の切断幅を得るためには、極端に摩耗する部分を無くすことが必要で、その為には、焼結体粒径の粒径分布を制御することが必要であることがわかった。すなわち、平均粒径が５０ｎｍより大きく２５００ｎｍ未満であり、純度が９９％以上であり、かつ、焼結体粒径のＤ９０粒径を（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下とした、本発明に係るダイヤモンド多結晶体のように、粒径分布が制御されたダイヤモンドを用いたオリフィスにより、極端に摩耗する粒子は無くなり上記問題が解決され、長期間安定した目的の切断幅を得ることができた。【００３８】
本発明に係るウォータージェット用オリフィスに用いるダイヤモンド多結晶体は、上記の平均粒径とＤ９０粒径の範囲にあることが好ましい。
また、さらにウォータージェットで用いる流体中の硬質粒子の平均粒子径に応じて焼結体粒径のＤ９０粒径を選択することが望ましい。硬質粒子の平均粒径が焼結体組織の平均粒径と同等あるいはそれ以下の場合、長期間安定した切断幅は得られない。その理由は、硬質粒子が焼結体組織と衝突する時に、複数ではなく単独の焼結体粒子面に当たり、摩耗しやすい結晶方位の場合はその粒子が極端に摩耗するためである。そこで、オリフィスの焼結体粒子径Ｄ９０は硬質粒子径の１／１０以下になるよう選択する。
上記の場合の例を具体的数値で示すと次の通りである。
例４：硬質粒子径５０μｍの場合は、Ｄ９０は５μｍ以下【００３９】
ウォータージェット用オリフィスを構成するダイヤモンド多結晶体の硬度は１００ＧＰａ以上であることが好ましい。ダイヤモンド多結晶体の硬度が１００ＧＰａ未満であるとオリフィスの寿命が短くなる。
また、ウォータージェット流体が通過するオリフィス孔内面の表面粗さＲａは３００ｎｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲａが３００ｎｍを超えるとオリフィスの寿命が短くなる。【００４０】
多結晶ダイヤモンドに形成されたオリフィス孔の大きさが、φ１０μｍ以上５００μｍ以下である場合には、オリフィス孔径（Ｄ）とオリフィス高さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）は１０〜５００であることが好ましい。
また、多結晶ダイヤモンドに形成されたオリフィス孔の大きさが、φ５００μｍより大きく、φ５０００μｍ以下である場合には、オリフィス孔径（Ｄ）とオリフィス高さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が０．２〜１０であることが好ましい。【００４１】
続いて、本発明に係るグラビア印刷用スタイラス工具について以下に詳述する。
本発明のグラビア印刷用スタイラス工具の材料は、上記の本発明に係るダイヤモンド多結晶体であるため、本発明に係るグラビア印刷用スタイラス工具は、単結晶を用いたスタイラス工具に見られる様な偏摩耗は起こらない。【００４２】
本発明者らは前記文献５〜７に記載の方法で得られるダイヤモンドを用いて、スタイラス工具を製作しその加工性を調べた。すると、前述のように、各文献に記載の方法で得られるダイヤモンドは大きな粒子を含むため、先ずその大きな粒子部分で摩耗が極端に進行することがわかった。この場合、その部分で相手金属にスジ傷が入るなど目的の加工が得られないという問題点がある。【００４３】
そこで、安定した目的の加工を得るためには、極端に摩耗する部分を無くすことが必要で、その為には、焼結体粒径の粒径分布を制御することが必要であることがわかった。そこで、粒径分布を制御した本発明に係るダイヤモンド多結晶体を用いたスタイラスを製作すると、極端に摩耗する粒子は無くなり、長期間安定した目的の加工を得ることができた。【００４４】
本発明に係るダイヤモンド多結晶体は、ダイヤモンド多結晶体を構成するダイヤモンド焼結粒子のＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下であるため、異常摩耗を抑制できる。
また、グラビア印刷用スタイラス工具を構成するダイヤモンド多結晶体の硬度は１００ＧＰａ以上であることが好ましい。ダイヤモンド多結晶体の硬度が１００ＧＰａ未満であるとスタイラスの寿命が短くなる。平均粒径が５０ｎｍ以下及び２５００ｎｍ以上の場合、硬度が１００ＧＰａ未満となり、短時間で摩耗が進行するため、長期間安定した加工は得られない。【００４５】
続いて、本発明に係るスクライバー工具について以下に詳述する。
本発明のスクライバー工具を構成する材料は、上記の本発明に係るダイヤモンド多結晶体であるため、本発明に係るグラビア印刷用スタイラス工具は、単結晶を用いたスタイラス工具に見られる様な偏摩耗は起こらない。【００４６】
前記文献１にはダイヤモンド多結晶体からなるスクライバーが開示されており、このスクライバーのダイヤモンド多結晶体を構成するダイヤモンド粒子の平均粒径は本発明で規定する数値の範囲内である８０ｎｍから１μｍである。しかしながら、前述のように、文献１に記載の製造方法（文献２）により得られるダイヤモンド多結晶体は焼結後において炭酸塩が残留するものであり、本発明に係るダイヤモンド多結晶体の組織とは異なるものである。【００４７】
また、本発明者らは前記文献５〜７に記載の方法で得られるダイヤモンドを用いて、スクライバーを製作しその加工性を調べた。すると、前述のように、各文献に記載の方法で得られるダイヤモンドは大きな粒子を含むため、先ずその大きな粒子部分で摩耗が極端に進行することがわかった。
そこで、安定した目的の加工を得るためには、極端に摩耗する部分を無くすことが必要で、その為には、焼結体粒径の粒径分布を制御することが必要であることがわかった。そこで、粒径分布を制御した本発明に係るダイヤモンド多結晶体を用いたスクライバーを製作すると、極端に摩耗する粒子は無くなり、長期間安定した目的の加工を得ることができた。【００４８】
スクライバー工具を構成するダイヤモンド多結晶体の硬度は１００ＧＰａ以上であることが好ましいが、平均粒径が５０ｎｍ以下及び２５００ｎｍ以上の場合、硬度が１００ＧＰａ未満となる。硬度が１００ＧＰａ未満であると短時間で摩耗が進行するため長期間安定した加工を得ることができなくなり、スクライバーの寿命が短くなる。【００４９】
続いて、本発明に係る切削用ダイヤモンド工具について以下に詳述する。
本発明のダイヤモンド工具の材料であるダイヤモンド多結晶体は、前記本発明に係るダイヤモンド多結晶体であり、コバルト等の金属結合材を含まない実質的にダイヤモンド単相（純度９９％以上）のダイヤモンド多結晶体である。このため、本発明に係る切削用ダイヤモンド工具は、単結晶を用いたダイヤモンド工具に見られる様な偏摩耗は起こらない。【００５０】
本発明者らは、上記の文献５〜７に記載の方法で得られるダイヤモンドを用いてダイヤモンド工具を製作しその加工性を調べた。すると、前述のように、各文献に記載の方法で得られるダイヤモンドは大きな粒子を含むため、先ずその大きな粒子部分で摩耗が極端に進行することがわかった。この場合、その部分で相手金属にスジ傷が入るなど目的の加工が得られないという問題点がある。【００５１】
そこで、安定した目的の加工を得るためには、極端に摩耗する部分を無くすことが必要で、その為には、焼結体粒径の粒径分布を制御することが必要であることがわかった。そこで、粒径分布を制御した本発明に係るダイヤモンド多結晶体を用いたダイヤモンド工具を製作すると、極端に摩耗する粒子は無くなり、長期間安定した目的の加工を得ることができた。【００５２】
切削用ダイヤモンド工具を構成するダイヤモンド多結晶体の硬度は１００ＧＰａ以上であることが好ましい。ダイヤモンド多結晶体の硬度が１００ＧＰａ未満であると短時間で摩耗が進行するため長期間安定した加工を得ることができなくなり、ダイヤモンド工具の寿命が短くなる。
このため、ダイヤモンド多結晶体の焼結粒子の平均粒径が５０ｎｍより大きく２５００ｎｍ未満として硬度を１００ＧＰａ以上とする。平均粒径が５０ｎｍ以下及び２５００ｎｍ以上の場合、硬度が１００ＧＰａ未満となる。
焼結体粒子のＤ９０粒径を（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下とするのは異常摩耗を抑制するためである。【００５３】
続いて、本発明に係るスクライブホイールについて以下に詳述する。
本発明のスクライブホイールの材料であるダイヤモンド多結晶体は、前記本発明に係るダイヤモンド多結晶体であり、コバルト等の金属結合材を含まない実質的にダイヤモンド単相（純度９９％以上）のダイヤモンド多結晶体である。このため、本発明に係るスクライブホイールは、単結晶を用いたスクライブホイールに見られる様な偏摩耗は起こらない。【００５４】
本発明者らは、上記の文献５〜７に記載の方法で得られるダイヤモンド多結晶体を用いてスクライブホイールを製作しその加工性を調べた。すると、前述のように、各文献に記載の方法で得られるダイヤモンドは大きな粒子を含むため、先ずその大きな粒子部分で摩耗が極端に進行することがわかった。【００５５】
そして、安定した目的の加工を得るためには、極端に摩耗する部分を無くすことが必要で、その為には、焼結体粒径の粒径分布を制御することが必要であることがわかった。そこで、粒径分布を制御した本発明に係るダイヤモンド多結晶体を用いたスクライブホイールを製作すると、極端に摩耗する粒子は無くなり、長期間安定した目的の加工を得ることができた。【００５６】
スクライブホイールを構成するダイヤモンド多結晶体の硬度は１００ＧＰａ以上であることが好ましい。平均粒径が５０ｎｍ以下及び２５００ｎｍ以上の場合、硬度が１００ＧＰａ未満となる。硬度が１００ＧＰａ未満であると短時間で摩耗が進行するため長期間安定した加工を得ることができなくなり、スクライブホイールの寿命が短くなる。
【実施例】
【００５７】
以下では、本発明のダイヤモンド多結晶体をウォータージェット用オリフィス、グラビア印刷用スタイラス工具、スクライバー工具、切削用ダイヤモンド工具及びスクライブホイール工具材料として用いた例を挙げて本発明を説明する。
まず、実施例及び比較例において用いた測定方法および評価方法について説明する。【００５８】
＜平均粒径、Ｄ９０粒径＞
本発明における原料黒鉛焼成体中のグラファイト粒子及びダイヤモンド多結晶体中のダイヤモンド焼結粒子のＤ５０粒径（平均粒径）及びＤ９０粒径は透過型電子顕微鏡により倍率１０〜５０万倍で写真撮影像を元にして画像解析を実施することで得られる。
以下にその詳細方法を示す。
まず、透過型電子顕微鏡で撮影した撮影像を元に焼結体を構成する結晶粒の粒径分布を測定する。具体的には、画像解析ソフト（例えば、Scion Corporation社製、ScionImage）を用いて、個々の粒子を抽出し、抽出した粒子を２値化処理して各粒子の面積（Ｓ）を算出する。そして、各粒子の粒径（Ｄ）を、同じ面積を有する円の直径（Ｄ＝２√（Ｓ／π））として算出する。
次に、上記で得られた粒径分布をデータ解析ソフト（例えば、OriginLab社製Origin、Parametric Technology社製Mathchad等）によって処理し、Ｄ５０粒径、Ｄ９０粒径を算出する。
以下に記載する実施例、比較例では透過型電子顕微鏡として日立製作所製Ｈ−９０００を用いた。【００５９】
＜硬度＞
実施例、比較例においては、硬度測定はヌープ圧子を用いて測定荷重を４．９Ｎとして実施した。
＜表面粗さ＞
オリフィス孔面の表面粗さの調整は研磨を行う研磨剤の粒径を調整することによって行った。また、表面粗さの測定はＪＩＳＢ０６０１に従い、接触式表面粗さ計で測定した。但し、オリフィス孔内には測定用スタイライスが直接入らないので、別途準備した同一工程で製造したオリフィスを切断して測定を行った。【００６０】
［実施例１］  ウォータージェット用オリフィス
本発明に係るオリフィスの実施形態の例を以下に示す。
実施例１−１〜１−３は表面粗さを変化させた例であり、実施例１−４〜１−６はオリフィス孔径を変化させた例であり、実施例１−７〜１−１２は平均粒径及びＤ９０粒径を変化させた例である。また実施例１−１３、１−１４は平均粒径及びオリフィス孔径を共に大きくした例である。【００６１】
［実施例１−１］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が３７０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１０ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２９０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、１６０時間という長時間であった。比較として、結晶平均粒径５μｍの焼結ダイヤモンド（コバルト結合材含有）製のオリフィスで同じ切断性を評価したところ、５０時間程度という非常に短いものであった。【００６２】
［実施例１−２］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が３７０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１０ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが５０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、２４０時間という長時間であった。比較として、結晶平均粒径５μｍの焼結ダイヤモンド（コバルト結合材含有）製のオリフィスで同じ切断性を評価したところ、７０時間程度の非常に短いものであった。【００６３】
［実施例１−３］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が３７０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダヤモンド多結晶体の硬度は１１０ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが５ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、５２０時間という長時間であった。比較として、結晶平均粒径５μｍの焼結ダイヤモンド（コバルト結合材含有）製のオリフィスで同じ切断性を評価したところ、９０時間時間程度という非常に短いものであった。【００６４】
［実施例１−４］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が３７０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１０ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ４５０μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２９０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ５５０μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、１６５時間という長時間であった。比較として結晶平均粒径５μｍの焼結ダイヤモンド（コバルト結合材含有）製のオリフィスで同じ切断性を評価したところ、５５時間程度という非常に短いものであった。【００６５】
［実施例１−５］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が３７０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１０ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ５０μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２９０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ１００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、２１０時間という長時間であった。比較として、結晶平均粒径５μｍの焼結ダイヤモンド（コバルト結合材含有）製のオリフィスで同じ切断性を評価したところ、７５時間程度という非常に短いものであった。【００６６】
［実施例１−６］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が３７０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１０ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ１５μｍ、オリフィス高さが７ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２９０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３０μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、２３０時間という長時間であった。比較として、結晶平均粒径５μｍの焼結ダイヤモンド（コバルト結合材含有）製のオリフィスで同じ切断性を評価したところ、８０時間程度という非常に短いものであった。【００６７】
［実施例１−７］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１１０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．７×平均粒径）以下の１７５ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２３０ｎｍでかつＤ９０粒径が３８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１５ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２８０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、１８０時間という長時間であった。【００６８】
［実施例１−８］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が９５ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の１３５ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が１８０ｎｍでかつＤ９０粒径が２６０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１２５ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２８０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、２１０時間という長時間であった。【００６９】
［実施例１−９］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が５５ｎｍでかつＤ９０粒径が８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１０５ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２５０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ２００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、１３０時間という長時間であった。【００７０】
［実施例１−１０］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、実施例９よりも長時間かけてダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が５６０ｎｍでかつＤ９０粒径が８３０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１２０ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２４０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、１６０時間という長時間であった。【００７１】
［実施例１−１１］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、実施例９よりも長時間かけてダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が１１００ｎｍでかつＤ９０粒径が１６００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１２ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２５０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、１５０時間という長時間であった。【００７２】
［実施例１−１２］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、実施例９よりも長時間かけてダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２４００ｎｍでかつＤ９０粒径が３５００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１０２ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２７０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、１１０時間という長時間であった。【００７３】
［実施例１−１３］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、実施例９よりも長時間かけてダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２４００ｎｍでかつＤ９０粒径が３５００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１０２ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ１５００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２７０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ２０００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、２１０時間という長時間であった。【００７４】
［実施例１−１４］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、実施例９よりも長時間かけてダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２４００ｎｍでかつＤ９０粒径が３５００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１０２ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ３５００μｍ、オリフィス高さが０．７ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２７０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ４５００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、１６０時間という長時間であった。【００７５】
［比較例１−１］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が３７０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１０ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが３５０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、９５時間という短時間であった。【００７６】
［比較例１−２］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋１．１×平均粒径）程度の２１０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が４００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１２ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２９０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、９０時間という短時間であった。【００７７】
［比較例１−３］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が２０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）程度の３７ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が４５ｎｍでかつＤ９０粒径が８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は９５ＧＰａと若干柔らかいものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２５０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、８０時間という短時間であった。【００７８】
［比較例１−４］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）程度の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、長時間ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２７００ｎｍでかつＤ９０粒径が３９００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は９１ＧＰａと若干柔らかいものであった。得られた多結晶体でオリフィス孔径がφ２００μｍ、オリフィス高さが５ｍｍ、オリフィス孔面の表面粗さＲａが２４０ｎｍのオリフィスを作製した。このオリフィスでウォータージェット切断性を評価した。オリフィス径がφ３００μｍに拡がるまでの切断時間を測定すると、８５時間という短時間であった。【００７９】
表１に上記実施例及び比較例におけるダイヤモンド多結晶体の焼結粒子の平均粒径、Ｄ９０粒径、係数（Ｋ）、硬度及び摩耗寿命の各数値を示した。なお、係数（Ｋ）は次式（１）で定義されるものである。
Ｄ９０粒径＝平均粒径＋平均粒径×Ｋ  ・・・（１）【００８０】
【表１】
0005466506.tif 000002
【００８１】
［実施例２］  グラビア印刷用スタイラス工具
本発明に係るグラビア印刷用スタイラス工具の実施例及び比較例を以下に示す。
まず、スタイラス工具の耐摩耗性の評価方法について説明する。
＜耐摩耗性の評価＞
得られたダイヤモンド多結晶体を用いて開き角度１２０度のスタイラスを作製した。このスタイラスを周波数８ｋＨｚで駆動して、被削材の銅を加工して片側稜線部分の摩耗深さが１０μｍに拡がるまでの加工時間を測定し、この加工時間をスタイラスの摩耗寿命として耐摩耗性を評価した。【００８２】
［実施例２−１］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が３７０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１０ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスタイラスの摩耗寿命は２４０時間という長時間であった。比較として、単結晶ダイヤモンド製のスタイラスで同じ加工性を評価したところ、６０時間程度という非常に短いものであった。【００８３】
［実施例２−２］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１１０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．７×平均粒径）以下の１７５ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２３０ｎｍでかつＤ９０粒径が３８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１５ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスタイラスの摩耗寿命は２８０時間という長時間であった。【００８４】
［実施例２−３］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が９５ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の１３５ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が１８０ｎｍでかつＤ９０粒径が２６０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１２５ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスタイラスの摩耗寿命は３２０時間という長時間であった。【００８５】
［実施例２−４］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が５５ｎｍでかつＤ９０粒径が８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１０５ＧＰａと非常に高いものであった。得られたダイヤモンド多結晶体を用いて開き角度１２０度のスタイラスを作製した。このダイヤモンド多結晶体から作製したスタイラスの摩耗寿命は２００時間という長時間であった。【００８６】
［実施例２−５］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、実施例４よりも長時間かけてダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が５６０ｎｍでかつＤ９０粒径が８３０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１２０ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスタイラスの摩耗寿命は１８０時間という長時間であった。【００８７】
［実施例２−６］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、実施例５よりも長時間かけてダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が１１００ｎｍでかつＤ９０粒径が１６００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１２ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスタイラスの摩耗寿命は１７０時間という長時間であった。【００８８】
［実施例２−７］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、実施例６よりも長時間かけてダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２４００ｎｍでかつＤ９０粒径が３５００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１０２ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスタイラスの摩耗寿命は１５０時間という長時間であった。【００８９】
［比較例２−１］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋１．１×平均粒径）以下の２１０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が４００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１２ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスタイラスの摩耗寿命は９０時間という短時間であった。【００９０】
［比較例２−２］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が２０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の３７ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が４５ｎｍでかつＤ９０粒径が８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は９５ＧＰａと若干柔らかいものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスタイラスの摩耗寿命は８５時間という短時間であった。【００９１】
［比較例２−３］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２７００ｎｍでかつＤ９０粒径が３９００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は９１ＧＰａと若干柔らかいものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスタイラスの摩耗寿命は７０時間という短時間であった。【００９２】
［比較例２−４］
単結晶ダイヤモンドをスタイラス工具材料として実施例１と同様にして耐摩耗性を試験したところ、摩耗寿命は６０時間であった。【００９３】
表２に上記実施例及び比較例におけるダイヤモンド多結晶体の焼結粒子の平均粒径、Ｄ９０粒径、係数（Ｋ）、硬度及び摩耗寿命の各数値を示した。なお、係数（Ｋ）は上記式（１）で定義されるものである。【００９４】
【表２】
0005466506.tif 000003
【００９５】
［実施例３］  スクライバー工具
本発明に係るスクライバー工具の実施例及び比較例を以下に示す。
まず、スクライバー工具の耐摩耗性の評価方法について説明する。
＜耐摩耗性の評価＞
得られた多結晶体で４ポイントのスクライバーを製作して、サファイヤ基板を相手材とし、荷重５０ｇ、スクライブ速度１ｃｍ／分、スクライブ距離１ｍで摩耗試験をして摩耗量によって耐摩耗性を評価した。【００９６】
［実施例３−１］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が３７０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１０ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスクライバーの摩耗量は非常に少なく、単結晶ダイヤモンド製のスクライバーの１／７０程度であった。【００９７】
［実施例３−２］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１１０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．７×平均粒径）以下の１７５ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２３０ｎｍでかつＤ９０粒径が３８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１５ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスクライバーの摩耗量は非常に少なく、単結晶ダイヤモンド製のスクライバーの１／８０程度であった。【００９８】
［実施例３−３］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が９５ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の１３５ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が１８０ｎｍでかつＤ９０粒径が２６０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１２５ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスクライバーの摩耗量は非常に少なく、単結晶ダイヤモンド製のスクライバーの１／９０程度であった。【００９９】
［実施例３−４］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が５５ｎｍでかつＤ９０粒径が８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１０５ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスクライバーの摩耗量は非常に少なく、単結晶ダイヤモンド製のスクライバーの１／６０程度であった。【０１００】
［実施例３−５］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において、実施例４よりも長時間かけて直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が５６０ｎｍでかつＤ９０粒径が８３０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１２０ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスクライバーの摩耗量は非常に少なく、単結晶ダイヤモンド製のスクライバーの１／５０程度であった。【０１０１】
［実施例３−６］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において、実施例５よりもさらに長時間かけて直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が１１００ｎｍでかつＤ９０粒径が１６００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１２ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスクライバーの摩耗量は非常に少なく、単結晶ダイヤモンド製のスクライバーの１／５０程度であった。【０１０２】
［実施例３−７］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において実施例６よりもさらに長時間かけて直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２４００ｎｍでかつＤ９０粒径が３５００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１０２ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスクライバーの摩耗量は非常に少なく、単結晶ダイヤモンド製のスクライバーの１／４０程度であった。【０１０３】
［比較例３−１］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋１．１×平均粒径）以下の２１０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が４００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１２ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスクライバーの摩耗量は単結晶ダイヤモンド製のスクライバーの１／４程度であった。【０１０４】
［比較例３−２］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が２０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の３７ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が４５ｎｍでかつＤ９０粒径が８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は９５ＧＰａと若干柔らかいものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスクライバーの摩耗量は単結晶ダイヤモンド製のスクライバーの１／３程度であった。【０１０５】
［比較例３−３］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２７００ｎｍでかつＤ９０粒径が３９００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は９１ＧＰａと若干柔らかいものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製したスクライバーの摩耗量は単結晶ダイヤモンド製のスクライバーの１／２程度であった。【０１０６】
表３に上記実施例及び比較例におけるダイヤモンド多結晶体の焼結粒子の平均粒径、Ｄ９０粒径、係数（Ｋ）、硬度及び摩耗量の各数値を示した。なお、係数（Ｋ）は上記式（１）で定義されるものである。【０１０７】
【表３】
0005466506.tif 000004
【０１０８】
［実施例４］  切削用ダイヤモンド工具
本発明に係る切削用ダイヤモンド工具の実施形態の一例を以下に示す。
まず、切削用ダイヤモンド工具の耐摩耗性の評価方法について説明する。
＜耐摩耗性（工具寿命）＞
実施例及び比較例で得たダイヤモンド多結晶体から先端開き角度９０°で、先端Ｒ１００ｎｍの切削工具を製作して、銅板にニッケルメッキした金属板を相手材として、深さ５μｍで５μｍピッチの溝加工を実施し、先端が１μｍ程度に摩耗するまでの時間（工具寿命）によって耐摩耗性を評価した。【０１０９】
［実施例４−１］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が３７０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１０ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製した切削工具の工具寿命は１５時間と非常に長かった。【０１１０】
［実施例４−２］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１１０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．７×平均粒径）以下の１７５ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２３０ｎｍでかつＤ９０粒径が３８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１５ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製した切削工具の工具寿命は１８時間と非常に長かった。【０１１１】
［実施例４−３］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が９５ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の１３５ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が１８０ｎｍでかつＤ９０粒径が２６０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１２５ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製した切削工具の工具寿命は２０時間と非常に長かった。【０１１２】
［実施例４−４］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が５５ｎｍでかつＤ９０粒径が８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１０５ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製した切削工具の工具寿命は１３時間と非常に長かった。【０１１３】
［実施例４−５］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において、実施例４よりも長時間かけて直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が５６０ｎｍでかつＤ９０粒径が８３０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１２０ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製した切削工具の工具寿命は１１時間と非常に長かった。【０１１４】
［実施例４−６］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において、実施例５よりもさらに長時間かけて直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が１１００ｎｍでかつＤ９０粒径が１６００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１２ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製した切削工具の工具寿命は１０時間と非常に長かった。【０１１５】
［実施例４−７］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において実施例６よりもさらに長時間かけて直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２４００ｎｍでかつＤ９０粒径が３５００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１０２ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製した切削工具の工具寿命は９時間と非常に長かった。【０１１６】
［比較例４−１］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋１．１×平均粒径）以下の２１０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が４００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１２ＧＰａと非常に高いものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製した切削工具の工具寿命は６時間であった。【０１１７】
［比較例４−２］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が２０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の３７ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が４５ｎｍでかつＤ９０粒径が８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は９５ＧＰａと若干柔らかいものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製した切削工具の工具寿命は５時間であった。【０１１８】
［比較例４−３］
ダイヤモンドの原料となる非ダイヤモンド型炭素として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２７００ｎｍでかつＤ９０粒径が３９００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は９１ＧＰａと若干柔らかいものであった。このダイヤモンド多結晶体から作製した切削工具の工具寿命は４時間であった。【０１１９】
［比較例４−４］
単結晶ダイヤモンドを工具材料として実施例１と同様にして耐摩耗性を試験したところ、工具寿命は３時間であった。【０１２０】
表４に上記実施例及び比較例におけるダイヤモンド多結晶体の焼結粒子の平均粒径、Ｄ９０粒径、係数（Ｋ）、硬度及び工具寿命の各数値を示した。なお、係数（Ｋ）は上記式（１）で定義されるものである。【０１２１】
【表４】
0005466506.tif 000005
【０１２２】
［実施例５］  スクライブホイール
本発明に係るスクライブホイールの実施形態の一例を以下に示す。
まず、スクライブホイールのスクライブ性の評価方法について説明する。
＜スクライブ性の評価＞
実施例及び比較例で得たダイヤモンド多結晶体から、直径３ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ、刃先開角度１２０°のスクライブホイールを製作し、ガラス基板を相手材としてスクライブし、スクライブ可能距離を求めてスクライブ性を評価した。【０１２３】
［実施例５−１］
ダイヤモンドの原料として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が３７０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１０ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体についてスクライブ評価した。その結果、このダイヤモンド多結晶体は３００ｋｍ程度の長距離をスクライブできた。【０１２４】
［実施例５−２］
ダイヤモンドの原料として、その平均粒径が１１０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．７×平均粒径）以下の１７５ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２３０ｎｍでかつＤ９０粒径が３８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１５ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体についてスクライブ評価した。その結果、このダイヤモンド多結晶体は３５０ｋｍ程度の長距離をスクライブできた。【０１２５】
［実施例５−３］
ダイヤモンドの原料として、その平均粒径が９５ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の１３５ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が１８０ｎｍでかつＤ９０粒径が２６０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１２５ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体についてスクライブ評価した。その結果、このダイヤモンド多結晶体は４００ｋｍ程度の長距離をスクライブできた。【０１２６】
［実施例５−４］
ダイヤモンドの原料として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が５５ｎｍでかつＤ９０粒径が８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１０５ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体についてスクライブ評価した。その結果、このダイヤモンド多結晶体は２５０ｋｍ程度の長距離をスクライブできた。【０１２７】
［実施例５−５］
ダイヤモンドの原料として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において、実施例４よりも長時間かけて直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が５６０ｎｍでかつＤ９０粒径が８３０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１２０ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体についてスクライブ評価した。その結果、このダイヤモンド多結晶体は２３０ｋｍ程度の長距離をスクライブできた。【０１２８】
［実施例５−６］
ダイヤモンドの原料として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において、実施例５よりもさらに長時間かけて直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が１１００ｎｍでかつＤ９０粒径が１６００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１２ＧＰａと非常に高いものであった。得得られた多結晶体についてスクライブ評価した。その結果、このダイヤモンド多結晶体は２１０ｋｍ程度の長距離をスクライブできた。【０１２９】
［実施例５−７］
ダイヤモンドの原料として、その平均粒径が３０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．５×平均粒径）以下の４０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において実施例６よりもさらに長時間かけて直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２４００ｎｍでかつＤ９０粒径が３５００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１０２ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体についてスクライブ評価した。その結果、このダイヤモンド多結晶体は１９０ｋｍ程度の長距離をスクライブできた。【０１３０】
［比較例５−１］
ダイヤモンドの原料として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋１．１×平均粒径）以下の２１０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２００ｎｍでかつＤ９０粒径が４００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は１１２ＧＰａと非常に高いものであった。得られた多結晶体についてスクライブ評価した。その結果、このダイヤモンド多結晶体は１２０ｋｍ程度の短距離しかスクライブできなかった。【０１３１】
［比較例５−２］
ダイヤモンドの原料として、その平均粒径が２０ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の３７ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が４５ｎｍでかつＤ９０粒径が８０ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。この様にして得られたダイヤモンド多結晶体の硬度は９５ＧＰａと若干柔らかいものであった。得られた多結晶体についてスクライブ評価した。その結果、このダイヤモンド多結晶体は１１０ｋｍ程度の短距離しかスクライブできなかった。【０１３２】
［比較例５−３］
ダイヤモンドの原料として、その平均粒径が１００ｎｍでかつＤ９０粒径が（平均粒径＋０．９×平均粒径）以下の１８０ｎｍである黒鉛（グラファイト）を準備した。これを原料として、ダイヤモンドが熱力学的に安定である圧力条件下において直接的にダイヤモンドに変換焼結させた。これにより、平均粒径が２７００ｎｍでかつＤ９０粒径が３９００ｎｍのダイヤモンド多結晶体を得た。得られた多結晶体についてスクライブ評価した。その結果、このダイヤモンド多結晶体は９０ｋｍ程度の短距離しかスクライブできなかった。【０１３３】
［比較例５−４］
単結晶ダイヤモンドを用いてスクライブホイールを作製し、スクライブ評価した。その結果、この単結晶ダイヤモンドは１００ｋｍの短距離しかスクライブできなかった。【０１３４】
［比較例５−５］
金属結合ダイヤモンド焼結体を用いてスクライブホイールを作製し、スクライブ評価した。その結果、このダイヤモンド焼結体は６ｋｍの短距離しかスクライブできなかった。【０１３５】
表５に上記実施例及び比較例におけるダイヤモンド多結晶体の焼結粒子の平均粒径、Ｄ９０粒径、係数、硬度及び工具寿命の各数値を示した。なお、係数（Ｋ）は上記式（１）で定義されるものである。【０１３６】
【表５】
0005466506.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明で用いる多結晶ダイヤモンドは、従来の単結晶ダイヤモンドや金属結合材を含むダイヤモンド焼結体に比べて偏摩耗することがなく長期間安定して加工することができる。このため、ウォータージェット用オリフィス、グラビア印刷用スタイラス工具、スクライバー工具、切削工具、スクライブホイールの用途に好適に使用することができる。【０１３８】
本発明のウォータージェット用オリフィスは、従来のオリフィスに比べて長期間安定した切断幅を得ることができるので、硬質粒子（アルミナ等）を添加した流体を高圧噴射して材料を切断、加工するためのウォータージェット用オリフィスとして好適に使用することができる。