(57)【要約】【課題】切れ味が良く、しかも切れ味のばらつきが少ない研削用砥石を得ることができる砥石製造方法を提供する。【解決手段】めっきで基体１０の表面１０ａに砥粒層２０を形成する砥石製造方法において、表面をシランカップリング剤の加水分解物を用いて改質処理したダイヤモンド粒子２１をめっき液中に添加するようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっきで基体の表面に砥粒層を形成する砥石製造方法において、
めっき液中に表面を改質処理した砥粒を添加する工程
を含むことを特徴とする砥石製造方法。
【請求項２】
前記砥粒はダイヤモンドであることを特徴とする請求項１記載の砥石製造方法。
【請求項３】
前記めっき液はニッケルめっき液であることを特徴とする請求項１又は２項記載の砥石製造方法。
【請求項４】
前記めっき液はニッケル・リン合金めっき液であることを特徴とする請求項１又は２記載の砥石製造方法。
【請求項５】
前記改質処理に使用する改質剤はシランカップリング剤の加水分解物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の砥石製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は砥石製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス、セラミックス等の無機酸化物を材料とする被研削物の研削には、一般にダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）、炭化ケイ素、酸化アルミニウム等の砥粒を結合材中に分散・固定させてなる研削用砥石が用いられる。
【０００３】
この研削用砥石は結合材の種類によって、合成樹脂を主原料としたレジンボンド砥石、金属材料を主原料としたメタルボンド砥石、陶磁器用の釉薬材料を主原料としたビドリファイドボンド砥石等に分類される。
【０００４】
特に、メタルボンド砥石は最も高い研削性を有し、ガラス等の硬脆材料の研削に適する。
【０００５】
このメタルボンド砥石は電着結合方法や無電解結合方法等によって形成される。
【０００６】
電着結合方法では、例えば鋼基材を基体とし、まず非めっき部をマスキングした後、脱脂、水洗、中和等の前処理を施し、次に所定量のダイヤモンド粒子を分散させたニッケルメッキ液に浸漬して電気めっきを行い、共析するダイヤモンド粒子を電着ニッケルで固定する。
【０００７】
また、無電解結合方法では、例えば、まず基体の表面に無電解による反応を促進させる触媒を付け、次に定量のダイヤモンド粒子を分散させたニッケルメッキ液に浸漬して無電解めっきを行い、共析するダイヤモンド粒子を無電着ニッケルで固定する。
【０００８】
なお、研削砥石は被研削物に適合した粒度を中心とする所定の粒度分布を有する１種類の砥粒から構成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基体の表面に砥粒を付着させるとき、ダイヤモンド粒子を添加しためっき液をプロペラで攪拌し、ダイヤモンド粒子が均一に分散されるようにしている。
【００１０】
しかし、プロペラで攪拌してもダイヤモンド粒子はめっき液中を循環するだけであるため、ダイヤモンド粒子を基体の表面に均一に析出させることができない。
【００１１】
そのため、形成された砥石の切れ味が悪くなったり（砥石に対するレンズの削り量が小さくなる）、耐久性が安定しなくなったり（砥石に対するレンズの削り量がばらつくようになる）等、砥石としての性能ムラが発生する。
【００１２】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は切れ味が良く、しかも切れ味のばらつきが少ない研削用砥石を得ることができる砥石製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、めっきで基体の表面に砥粒層を形成する砥石製造方法において、めっき液中に表面を改質処理した砥粒を添加する工程を含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の砥石製造方法において、前記砥粒はダイヤモンドであることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２項記載の砥石製造方法において、前記めっき液はニッケルめっき液であることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の砥石製造方法において、前記めっき液はニッケル・リン合金めっき液であることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の砥石製造方法において、前記改質処理に使用する改質剤はシランカップリング剤の加水分解物であることを特徴とする。
【００１８】
一般に、ダイヤモンド粒子は他の物質とのぬれ性が悪いことが知られており、他の物質との複合化が難しい。そこで、ダイヤモンド粒子の表面を改質することによって、ダイヤモンド粒子と電着結合材からなる金属結合材との密着性を向上させるとともに、基体の表面にダイヤモンド粒子を均一に分布させるようにした。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１はこの発明の一実施形態に係るレンズ研削用砥石の断面を示す概念図である。
【００２１】
このレンズ研削用砥石（研削用砥石）１は、基体１０と、この基体１０の表面１０ａに形成され、レンズ（被研削物）を研削する砥粒層２０とからなる。
【００２２】
無電解ニッケル２２を主成分とする砥粒層２０にはダイヤモンド粒子（砥粒）２１が均一に付着している。ダイヤモンド粒子２１の粒度は被研削物に適合した粒径を中心としてガウス分布になっている。
【００２３】
次に、シランカップリング剤によるダイヤモンド粒子２１の改質処理を説明する。
【００２４】
まず、シランカップリング剤について説明する。
【００２５】
シランカップリング剤は表面改質剤で、特に無機物の表面を改質するために用いられる。
【００２６】
シランカップリング剤の基本的化学構造式は式（１）で表すことができる。
【００２７】
Ｙ−（ＣＨ２）ｎ−ＳｉＸ３                                         （１）
ここで、Ｙ及びＸはそれぞれ有機官能基及び加水分解基である。
【００２８】
有機官能基Ｙが有機物と化学結合し、加水分解基Ｘが無機物又はシランカップリング剤同士と化学結合する。ここで、加水分解基ＸをＲＯ（Ｒはアルコキシシリル基）とすると、加水分解は式（２）で表すことができる。
【００２９】
Ｙ−（ＣＨ２）ｎ−Ｓｉ（ＯＲ）３＋３Ｈ２Ｏ
→Ｙ−（ＣＨ２）ｎ−Ｓｉ（ＯＨ）３＋３ＲＯＨ                              （２）
【００３０】
水の存在下で加水分解基Ｘは分解されて、アルコキシシリル基からシラノール（ＳｉＯＨ）に変わる。加水分解物としてアルコールを生成する。式（２）のＯＨ基と無機物表面のＯＨとが脱水反応し、Ｙは有機物と反応する。このように、シランカップリング剤は無機物と有機物との橋渡しの役目をする。
【００３１】
式（１）で表されるシランカップリング剤又はその加水分解物は、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、  β−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシエチルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、β−グリシドキシエチルプロピルジメトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリプロポキシシラン、γ−クロロプロピルトリブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等である。これらのシランカップリング剤又はその加水分解物は単独又は２種類以上を混合して用いられる。
【００３２】
上記シランカップリング剤又はその加水分解物のＯＨ基は金属酸化物、ガラス等の無機物の表面に存在するＯＨ基と反応し、無機物の表面を改質する。したがって、ダイヤモンド粒子の表面にＯＨ基が存在すれば、シランカップリング剤又はその加水分解物のＯＨ基と反応し、ダイヤモンド粒子の表面を改質することができる。なお、ダイヤモンド粒子の表面にＯＨ基を導入するにはダイヤモンド粒子の表面を酸化処理すればよい。
【００３３】
図２はシランカップリング剤によるダイヤモンド粒子の改質処理を説明するフローチャートである。図２において、Ｓ１〜Ｓ８は各処理工程を示す。
【００３４】
１．γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解（図示せず）
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン２０ｇをビーカー（図示せず）に秤量した後、スターラで攪拌しながら０．０１規定塩酸４．５７ｇを徐々に添加し加水分解を行った。加水分解を終了した後、５℃の恒温槽に１日保管し、加水分解物を得た。
【００３５】
２．ダイヤモンド粒子表面の酸化
まず、粉末状のダイヤモンド粒子２１を洗浄する（Ｓ１）。
【００３６】
次に、洗浄したダイヤモンド粒子２１を水素ガス雰囲気中で加熱処理を行う（Ｓ２）。
【００３７】
その後、加熱処理を行なったダイヤモンド粒子２１の表面を硫酸と硝酸との混酸液中で酸化処理を行なう（Ｓ３）。酸化されたダイヤモンド粒子２１の表面は親水性である。
【００３８】
次に、酸化処理を行なったダイヤモンド粒子２１を洗浄する（Ｓ４）。
【００３９】
その後、洗浄したダイヤモンド粒子を乾燥させる（Ｓ５）。
【００４０】
３．シランカップリング剤とダイヤモンド粒子の酸化表面との反応
次に，表面を酸化処理されたダイヤモンド粒子をメタノールに入れて分散媒を作る（Ｓ６）。
【００４１】
その後、１．で処理されたシランカップリング剤の加水分解物を添加する（Ｓ７）。シランカップリング剤と反応したダイヤモンド粒子２１の表面は疎水性に変化する。
【００４２】
次に、得られた分散液を６０℃の恒温槽に１０時間入れて加熱処理する（Ｓ８）。
【００４３】
その後、ダイヤモンド粒子を恒温槽から取り出し、乾燥させる。
【００４４】
その結果、ダイヤモンド粒子２１の表面のシランカップリング処理が終了する。
【００４５】
シランカップリング処理を行って表面を改質されたダイヤモンド粒子２１は凝集を起こし難くなる。この効果は微細なダイヤモンド粒子２１程顕著である。
【００４６】
次に、砥石の製作方法を説明する。
【００４７】
図３は砥石の製作方法を説明するフローチャートである。図３において、Ｓ９〜Ｓ１２は各処理工程を示す。
【００４８】
まず、ニッケルを主成分とした無電解めっき液を９０℃に加熱する（Ｓ９）。なお、無電解めっき液としてニッケル・リン合金めっき液を用いてもよい。
【００４９】
次に、この無電解めっき液中に２．で得られたシランカップリング処理されたダイヤモンド粒子２１を添加する（Ｓ１０）。
【００５０】
次に、ダイヤモンド粒子２１を添加した無電解めっき液をプロペラで攪拌する（Ｓ１１）。
【００５１】
その後、ワークである基体１０を回転させながら無電解めっき液中に入れる（Ｓ１２）。
【００５２】
表面を改質されたダイヤモンド粒子２１はめっき液中においても凝集を起こし難く、均一に分散する。
【００５３】
その結果、基体１０の表面に析出するニッケルを主成分とする砥粒層２０に均一にダイヤモンド粒子２１が取り込まれる。
【００５４】
この実施形態によれば、ダイヤモンド粒子２１を基体１０の表面１０ａに均一に分布させることができるので、切れ味が良く、しかも切れ味のばらつきが少ない研削用砥石を得ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上に説明したように本願発明によれば、切れ味が良く、しかも切れ味のばらつきが少ない研削用砥石を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の一実施形態に係るレンズ研削用砥石の断面を示す概念図である。
【図２】図２はシランカップリング剤によるダイヤモンド粒子の改質処理を説明するフローチャートである。
【図３】図３は砥石の製作方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０  基体
１０ａ  表面
２０  砥粒層
２１  ダイヤモンド粒子（砥粒）
【図１】
2005001093.tif 000003
【図２】
2005001093.tif 000004
【図３】
2005001093.tif 000005