(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解インプロセスドレッシング用の研削廃液であり、電解インプロセスドレッシング用の砥石又は研削屑の成分である金属イオンと帯電した微粒子を含み、ｐＨが９以上１０以下の研削液の再生方法であって、
アルミニウム又はマグネシウムを含み陽電気性の相対的に高い導体Ａと、銅、炭素、白金、銀、又は金を含み陽電気性の相対的に低い導体Ｂとを、前記研削液中に間隔を隔てて浸漬し、
かつ前記導体Ａ，Ｂを導線で電気的に直接接続して短絡させ、
砥石又は研削屑の成分である金属及び微粒子を析出・分離する、ことを特徴とする研削液の再生方法。
【請求項２】
前記導体Ａ，Ｂが電気的に接続され、前記研削液中に浸漬することにより導体Ａ，Ｂの表面及び液中に析出した金属等を除去する除去手段を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の研削液の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削廃液中に金属イオンを含む研削液の再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題が取り上げられ、環境にやさしい製品や加工方法の研究が盛んに行われている。硬脆材料の超精密加工手段として普及しているＥＬＩＤ研削加工（電解インプロセスドレッシング）は遊離砥粒による加工に比べて、砥粒の飛散による作業環境の汚染などがなく、研削液の処理もしやすい利点があり、環境保護の観点からも注目されている。ＥＬＩＤ研削加工とは電解機構によりメタルボンド砥石のドレッシングを進行して、微細砥粒をボンド材から突き出させ、超精密な研削加工を実現する研削加工手段である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＥＬＩＤ研削加工では、弱アルカリ性電解液を研削液として循環使用する。このため、研削液による汚染や環境破壊は生じないが、使用後の廃液が問題となることがある。すなわち、ＥＬＩＤ研削加工を長時間継続すると、ワークの切り屑や砥石の消耗成分が研削液に等が混入し、かつ切り屑や砥石の消耗成分の一部が研削液に溶けだして研削液が変色・劣化する。このように劣化した研削液はＥＬＩＤ研削における電解性能に影響を及ぼし、研削性能が低下する。
【０００４】
従来、このように劣化した研削液は、廃液（研削廃液）として処理していた。研削廃液に含まれる不溶性の切り屑や塵埃はフィルターによって比較的容易に除去することができる。しかし、この研削廃液中には各種の金属イオンや帯電した超微粒子が含まれており、こうした成分の除去は困難であり、処理コストがかかる問題点があった。また、この金属イオンにより研削液の電導性が変化しＥＬＩＤ研削の性能に悪影響を及ぼすと考えられる。
【０００５】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、研削性能に影響を及ぼす研削廃液中の金属イオン等を低減又は除去することができる研削液の再生方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、電解インプロセスドレッシング用の研削廃液であり、電解インプロセスドレッシング用の砥石又は研削屑の成分である金属イオンと帯電した微粒子を含み、ｐＨが９以上１０以下の研削液の再生方法であって、
アルミニウム又はマグネシウムを含み陽電気性の相対的に高い導体Ａと、銅、炭素、白金、銀、又は金を含み陽電気性の相対的に低い導体Ｂとを、前記研削液中に間隔を隔てて浸漬し、
かつ前記導体Ａ，Ｂを導線で電気的に直接接続して短絡させ、
砥石又は研削屑の成分である金属及び微粒子を析出・分離する、ことを特徴とする研削液の再生方法が提供される。
【０００８】
上記本発明の方法によれば、一方の導体Ａが、陽電気性の相対的に高い元素、例えばアルミニウム等を含むので、その原子が陽イオンとなろうとする性質が強く、イオンとなって研削液（研削廃液）中に入っていき、導体Ａを負（−）に研削液を正（＋）に帯電させる。また、他方の導体Ｂが、陽電気性の相対的に低い元素、例えば銅、炭素、白金、銀、又は金を含むので、その原子がイオンとなろうとする性質が弱く、その原子がイオンとなるより研削液中の金属イオンが導体Ｂに電荷を与えて析出しようとする性質の方が強く、導体Ｂは正（＋）に帯電する。
【０００９】
また本発明の方法によれば、導体Ａ，Ｂを導線で電気的に接続するので、正（＋）に帯電した導体Ｂから負（−）に帯電した導体Ａに電流が流れ、研削液中の金属イオンは導体Ｂ表面に析出して除去される。一方、導体Ａがイオンとなって研削液（研削廃液）中に入るが、研削への影響の少ない導体、或いは分離除去しやすい導体（例えばアルミニウムやマグネシウム）を導体Ａとして用いることにより、研削液の再生が可能となる。
【００１０】
また、金属イオンおよび帯電微粒子を含む弱アルカリ性の研削液中に、２枚の導体Ａ，Ｂを間隔を隔てて浸漬させ、かつそれぞれの導体Ａ，Ｂに外部電源の陽極、陰極を接続し電位差を与えることにより、酸化・還元反応を発生させて同様に析出・分離することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付して使用する。
【００１２】
図１は、本発明の研削液の再生方法の原理図である。この図に示すように、本発明の研削液の再生方法では、金属イオンを含む弱アルカリ性の研削液１（研削廃液）の中に、２種の異なる導体Ａ，Ｂを間隔を隔てて浸漬させ、かつこの導体Ａ，Ｂを導線２で電気的に接続する。
一方の導体Ａは、陽電気性の相対的に高い元素、例えば、アルミニウム等を含むのがよい。また、他方の導体Ｂは、陽電気性の相対的に低い元素、例えば銅、炭素、白金、銀、又は金を含むのがよい。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
（実験装置及び方法）
ＥＬＩＤ研削液は弱アルカリ性電解液である。図１に示したように、陽電気性の高い元素は陽電気性の低い元素を還元するという原理のもとでＡｌ−Ｃｕの組み合わせで電気化学性質を利用して研削廃液に溶解した金属イオンの分離実験を行った。なお、この原理は、「物理化学の基礎」（東京化学同人，１９８４，２６１−２８０）に開示されている。
【００１４】
実験には、ＥＬＩＤ研削用に市販されている液（ＡＦＧ−Ｍ）を５０倍希釈した研削液を用いてメタルレジンボンド砥石により超硬合金などの材料をＥＬＩＤ研削した廃液を使用した。図１に示したようにビーカーに入れた廃液に銅線で接続したＡｌ−Ｃｕ電極を沈め、その後酸化還元反応による電極表面の変化や研削廃液の化学性質の変化を調査した。また、電極材料成分の変化や研削液中に沈澱した析出物についてＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ）による成分分析を行った。表１に実施した実験条件を示す。
【００１５】
【表１】
0004805468.tif 000002
【００１６】
（実験結果）
研削廃液に浸漬する前後のＡｌ−Ｃｕ電極の表面状態を観察した結果、３６０時間浸漬後に、Ｃｕ電極は、表面が黒く変色し、Ａｌ電極は腐食が激しく、かつその表面に青色の粉末が析出していた。
変色した電極と液中に沈澱・析出した粉末のＥＰＭＡによる分析結果を表２に示す。微量ながらＡｌ電極からモリブテンを検出した。析出した粉末についても同じような結果を得た。
【００１７】
【表２】
0004805468.tif 000003
【００１８】
上述した表２で検出されたＣｕは、今回浸漬した金属板の片方のＣｕであるか、メタルレジンボンド砥石に含まれるＣｕであるかどうかは特定できない。
また、同様に微量であるが検出されたＣｏは、被加工物である超硬合金の成分であり、その他に混入する可能性がない。したがって、研削屑の成分の一部が析出・分離することは可能であるということができる。
またＡｌ表面に検出されたＭｏは、研削液成分に元々含まれる成分である（モリブデン酸イオン）。
Ｃなども検出されているが、メタルレジンボンド砥石のダイヤモンド砥粒が摩耗して研削屑と一緒に研削液中に遊離したものが分離されている可能性が高い。
従って、浸漬・分離に試用したＣｕからのＣｕか、メタルレジンボンド砥石の金属成分であるかの特定はできないが、Ｃｕが検出されている。また、研削屑の一部の成分、ならびにダイヤモンド砥粒の摩耗屑と考えられる成分は検出され、いずれも基礎データとして分離が可能であることが分かる。
【００１９】
また、実験前の研削廃液の色は、青く濁っていたが、実験後その色が薄くなり透明な緑色になった。これはメタルレジンボンド砥石（メタル成分は銅）のＣｕ元素の析出による変化と思われる。
【００２０】
すなわち、実験前の状態では、メタルレジンボンド砥石の金属成分であるＣｕが溶出し、Ｃｕイオンとなっている青色を呈している。ところが、実験後の状態では、透明な緑色に変化している。これより、浸漬した金属板のＣｕから溶出してＡｌ板に付着したＣｕ成分はないとはいえないが、実験以前に多量に含まれていたメタルレジンボンド砥石の金属成分であるＣｕはほとんど除去されている可能性が高い。つまり、メタルボンド砥石の金属成分も除去可能であることを示唆していると言うことができる。これは、陽イオンが減少することで、表３に示すようにｐＨがアルカリ側にシフトしていることからも理解できる。
【００２１】
また、実験前後の研削液の電気伝導度についても調査した。表３にその結果を示す。研削廃液は導体板からの金属イオンの溶入により導電性が上がることがわかった。また、ＥＬＩＤ研削に使用後の研削液に含まれた他の金属イオンがＡｌによって置換され、研削液にＡｌイオンが溶入することにより電気導電度が上がったものといえる。
【００２２】
【表３】
0004805468.tif 000004
【００２３】
すなわち、研削液の導電性（電気導電度）については、実験後にむしろ増加しており、これについては、ＣｕやＣｏ，Ｍｏ，Ｃなどが減少している反面、Ａｌ板がＡｌイオンとなり多量に溶出していると考えられる。
そのため、将来的には、有害な成分である砥石の金属成分や研削屑からの溶出成分を析出・分離することで、無害な金属板であるＡｌなどを逆に溶出させ、Ａｌイオンを容易に還元して酸化物や炭酸塩などの沈殿物を形成する成分を滴下することで、これを有効に除去することにより、効率よく研削液を再生することができる。
【００２４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで種々に変更できることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
上述したように、本発明の方法によれば、正（＋）に帯電した導体Ｂから負（−）に帯電した導体Ａに電流が流れ、研削液中の金属イオンを導体Ｂ表面に析出して除去することができる。
従って、本発明の研削液の再生方法は、研削性能に影響を及ぼす研削廃液中の金属イオンを低減又は除去することができる優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研削液の再生方法の原理図である。
【符号の説明】
１  研削液（研削廃液）、２  導線（銅線）、
Ａ  導体（アルミニウム）、Ｂ  導体（銅、炭素、白金、銀、金）
【図１】
0004805468.tif 000005