(57)【要約】      （修正有）【課題】メッキ液中においても長時間にわたって高い導電性を保ち続ける超砥粒およびその製造方法を提供する。【解決手段】表面に金属皮膜が形成された超砥粒であって、金属皮膜に硫黄または硫黄化合物が含まれている。また、ダイヤモンドまたはｃＢＮからなる砥粒に導電性を付与する触媒メッキ工程Ｓ１と、硫黄または硫黄化合物を含む光沢剤を含有させたメッキ液中で、導電性が付与された後の砥粒にメッキを行い、砥粒の表面に金属皮膜を形成する金属皮膜メッキ工程Ｓ３とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に金属皮膜が形成された超砥粒であって、
前記金属皮膜に硫黄または硫黄化合物が含まれていることを特徴とする超砥粒。
【請求項２】
前記金属皮膜における硫黄の濃度が、０．０３〜０．３ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の超砥粒。
【請求項３】
前記金属皮膜が、重量比で３〜３０ｗｔ％となるような厚さに形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の超砥粒。
【請求項４】
ダイヤモンドまたはｃＢＮからなる砥粒に導電性を付与する触媒メッキ工程と、
硫黄または硫黄化合物を含む光沢剤を含有させたメッキ液中で、導電性が付与された後の前記砥粒にメッキを行い、前記砥粒の表面に金属皮膜を形成する金属皮膜メッキ工程と、
を備えたことを特徴とする超砥粒の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に金属皮膜が形成された超砥粒およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削、切断等の各種加工においては、ダイヤモンドまたはｃＢＮからなる超砥粒を母体に電着させてなる電着工具が使用されている。かかる用途で使用される超砥粒は、電着時に使用されるメッキ材料（多くの場合はニッケル）と同種の金属からなる金属皮膜が表面に形成され、これにより、母体に対する保持強度および電着速度の向上が図られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
保持強度や電着速度を重要視しない場合は、金属皮膜が形成されていない超砥粒を用いることもある。しかしながら、保持強度の低下は電着工具の寿命の低下に、電着速度の低下は電着工具のコスト増にそれぞれ影響を及ぼすため、近年では、上記金属皮膜を形成した超砥粒を用いるのが一般的となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３８１７１号公報（特に、［００２６］段落）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、金属皮膜をニッケルのような卑な金属とした従来の超砥粒は、メッキ液中に投入されてからある程度時間が経つと金属皮膜の表面に不働態膜が形成され、導電性が低下して電着しにくくなるという問題があった。このため、従来の超砥粒を所望の速度で電着させ続けるには、絶えず新しい超砥粒をメッキ液中に投入し続ける必要があり、高価な超砥粒の消費量が増加していた。
【０００６】
ここで、金属皮膜の不働態化は、メッキ液のｐＨを下げることである程度抑制することができる。しかしながら、メッキ液のｐＨを下げすぎると、金属皮膜が溶けたり、製造設備の劣化や故障を招くという別の問題が発生する。また、メッキ液のｐＨは常に変動しており、一定ではない。したがって、メッキ液のｐＨを金属皮膜が不働態化せず、かつ溶けない範囲内に維持することにより上記導電性の低下の問題を解消するのは非常に困難である。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、メッキ液中においても長時間にわたって高い導電性を保ち続ける超砥粒およびその製造方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る超砥粒は、表面に金属皮膜が形成された超砥粒であって、金属皮膜に硫黄または硫黄化合物が含まれていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、金属皮膜中に含まれる硫黄または硫黄化合物によって金属皮膜の不働態化が抑制されるので、メッキ液中においても長時間にわたって高い導電性を保ち続けることができる。
【００１０】
上記超砥粒は、金属皮膜中の硫黄の濃度が０．０３〜０．３ｗｔ％であることが好ましい。硫黄の濃度をこのように設定すれば、金属皮膜が脆くなるのを防ぎつつ、金属皮膜が不働態化するのを抑制することができる。
【００１１】
上記超砥粒は、金属皮膜の重量比が３〜３０ｗｔ％となるような厚さに金属皮膜が形成されていることが好ましい。金属皮膜の厚みをこのように設定すれば、金属皮膜が薄すぎて剥がれ落ちたり、金属皮膜が厚すぎて電着工具としての能力が低下したりするのを防ぐことができる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る超砥粒の製造方法は、ダイヤモンドまたはｃＢＮからなる砥粒に導電性を付与する触媒メッキ工程と、硫黄または硫黄化合物を含む光沢剤を含有させたメッキ液中で、導電性が付与された後の砥粒にメッキを行い、砥粒の表面に金属皮膜を形成する金属皮膜メッキ工程とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、金属皮膜中に含まれる硫黄または硫黄化合物によって金属皮膜の不働態化が抑制されるので、メッキ液中においても長時間にわたって高い導電性を保ち続ける超砥粒を製造することができる。また、この構成によれば、メッキ液に含有させた光沢剤により金属皮膜の結晶構造が微細化されて表面形状が滑らかになるので、母体との密着性が増し、電着工具の耐久性を向上させることもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、メッキ液中においても長時間にわたって高い導電性を保ち続ける超砥粒およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る超砥粒の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】（Ａ）は本発明に係る超砥粒のＳＥＭ画像、（Ｂ）は従来の超砥粒のＳＥＭ画像である。
【図３】実験結果を示すＳＥＭ画像であって、（Ａ）は従来例に係る超砥粒を電着させた場合、（Ｂ）は実施例に係る超砥粒を電着させた場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面および実験結果を参照しつつ、本発明に係る超砥粒およびその製造方法の好ましい実施形態について説明する。
【００１７】
図１に、本発明の一実施形態に係る超砥粒の製造方法のフローチャートを示す。同図に示すように、本実施形態に係る製造方法は、主に触媒メッキ工程Ｓ１、濾過工程Ｓ２、金属皮膜メッキ工程Ｓ３および濾過工程Ｓ４から構成されている。
【００１８】
触媒メッキ工程Ｓ１では、ダイヤモンドまたはｃＢＮの超砥粒（以下、本明細書では金属皮膜が形成される前の超砥粒を「砥粒」と称する）をパラジウムを含んだメッキ液に投入して一定時間攪拌することにより、砥粒に導電性を付与する。
【００１９】
濾過工程Ｓ２では、前工程Ｓ１で使用したメッキ液を濾過し、メッキ液から導電性が付与された砥粒を抽出する。必要に応じて、本工程では抽出した砥粒の水洗・乾燥も行う。
【００２０】
金属皮膜メッキ工程Ｓ３では、前工程Ｓ２で抽出された砥粒をメッキ液に投入して一定時間攪拌することにより、砥粒の表面に金属皮膜を形成する。メッキ材料は、ニッケル、クロム、コバルト等の鉄系金属および銅から適宜選択されるが、電着工具に電着させる際に使用するメッキ材料がニッケルである場合は、本工程でもメッキ材料をニッケルとしておくことが保持強度の観点から好ましい。
【００２１】
金属皮膜メッキ工程Ｓ３では、硫黄または硫黄化合物を含む光沢剤を含有させたメッキ液を用いることにより、硫黄または硫黄化合物を含んだ金属皮膜を形成する。このような光沢剤としては、例えば、芳香族スルホン酸類、芳香族スルホンアミド類、芳香族スルホンイミド類がある。金属皮膜中における硫黄の濃度は、メッキ液に含有させる光沢剤の量を変えることで任意に調整することができる。また、金属皮膜の膜厚は、メッキ時間を変えることで任意に調整することができる。
【００２２】
金属皮膜に硫黄または硫黄化合物を含めるのは、メッキ液中で金属皮膜の表面に不働態膜が形成されるのを抑制するためであるが、金属皮膜中の硫黄の濃度を低くしすぎるとこの目的を達成することができない。反対に、金属皮膜中の硫黄の濃度を高くしすぎると金属皮膜が脆くなって剥がれ落ちやすくなり、導電性の低下により電着速度が低下する。これらの観点から、金属皮膜中の硫黄の濃度は０．０３〜０．３ｗｔ％が好ましい。
【００２３】
また、金属皮膜は、超砥粒全体（金属皮膜を含む）における金属皮膜の重量比が３〜３０ｗｔ％となるような厚さに形成されることが好ましい。金属皮膜を薄くしすぎると被覆されない部分が生じ、導電性の低下により電着速度が低下する。反対に、金属皮膜を厚くしすぎるとダイヤモンドまたはｃＢＮが加工対象物に作用しにくくなり、電着工具としての能力が低下する。
【００２４】
濾過工程Ｓ４では、前工程Ｓ３で使用したメッキ液を濾過し、メッキ液から金属皮膜が形成された超砥粒を抽出する。必要に応じて、本工程では抽出した超砥粒の水洗・乾燥も行う。以上の工程により、本発明に係る超砥粒の製造は終了する。
【００２５】
図２（Ａ）は、上記製造方法で製造した本発明に係る超砥粒のＳＥＭ画像、図２（Ｂ）は、光沢剤を含有させないメッキ液を用いて金属皮膜を形成した従来の超砥粒のＳＥＭ画像である。同図から明らかなように、本発明に係る超砥粒は従来のものに比べて凹凸が少なく、表面形状が滑らかとなっている。これは、光沢剤を含有させたメッキ液を用いたことにより、金属皮膜の結晶構造が微細化、均一化されたからである。
【００２６】
本発明に係る超砥粒によれば、金属皮膜中に含まれる硫黄または硫黄化合物によって該金属皮膜の不働態化が抑制されるので、メッキ液中においても長時間にわたって高い導電性を保ち続けることができるという、従来の超砥粒では決して得られない格別の作用効果が得られる。
【００２７】
また、本発明に係る超砥粒によれば、金属皮膜の表面が滑らかなので、母体との密着性が向上し、電着工具の耐久性を向上させることもできる。
【００２８】
なお、装飾用メッキの分野においては、従来からメッキ液中に光沢剤（硫黄および硫黄化合物を含むもの）を含有させているが、超砥粒の分野においては、そのような先例はない。また、特に超砥粒を樹脂によって保持させる場合は、アンカー効果を生じさせるため超砥粒（金属皮膜）の表面はむしろ凹凸が多ければ多いほど良いとされていた。すなわち、光沢剤を含有させたメッキ液を用いて超砥粒の金属皮膜を形成することは、従来とは全く逆の発想に基づくものである。
【００２９】
続いて、上記製造方法で製造した本発明に係る超砥粒（実施例）と、硫黄および硫黄化合物を含まない金属皮膜を形成した従来の超砥粒（従来例）とを同条件の下で電着させた結果について説明する。なお、金属皮膜を形成する際に使用するメッキ材料、および電着時に使用するメッキ材料は、いずれもニッケルとした。また、実施例については、金属皮膜中の硫黄の濃度を０．２ｗｔ％とした。砥粒は、実施例、従来例ともにダイヤモンドである。
【００３０】
図３（Ａ）に示すように、従来例に係る超砥粒は、メッキ液に投入された直後においては十分な量が電着したが（左図参照）、投入されてから６時間が経過した後においてはほとんど電着しなかった（右図参照）。これは、超砥粒の金属皮膜の表面に不働態膜が形成され、導電性が低下したためであると考えられる。
【００３１】
これに対して、実施例に係る超砥粒は、メッキ液に投入された直後（図３（Ｂ）左図参照）においても、投入されてから４１時間が経過した後（右図参照）においても十分な量が電着した。これは、金属皮膜に含まれる硫黄または硫黄化合物が該金属皮膜の不働態化を抑制し、超砥粒が高い導電性を保ち続けたからだと考えられる。
【００３２】
以上のように、本実験では、実施例に係る超砥粒がメッキ液中においても長時間にわたって高い導電性を保ち続けたことを確認することができた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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