JP2015145324A - Production method of nano carbon fiber-coated diamond particle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a saw wire having excellent holding power of diamond abrasive grains and stable cutting efficiency, by producing diamond particles of which the surface is coated with nano carbon fibers, using the obtained diamond particles as the abrasive grains so as to improve adhesion to a plating film.SOLUTION: A saw wire, having a formed plating film with diamond particles dispersed therein, is obtained by producing diamond particles of which the surface is coated with nano carbon fibers by conducting a ligand exchange reaction between an aromatic ring on surfaces of graphitized diamond particles and a ferrocene-containing polymer in the presence of nano carbon fibers, and subjecting the surface of a strand to a plating treatment by feeding the obtained diamond particles into a plating solution.

Description

本発明は、ダイヤモンド粒子の表面にカーボンナノチューブ等のナノカーボン繊維を付着させて被覆する製造方法に関する。   The present invention relates to a manufacturing method for coating nanocarbon fibers such as carbon nanotubes on the surface of diamond particles.

近年、中空体のカーボンナノチューブ又は中空体ではないナノカーボン繊維(本発明では、これらをまとめてナノカーボン繊維と称する)は、その特異な性質、すなわち繊維直径がナノサイズの微細な繊維であること、アスペクト比(繊維長/繊維直径)が大きいこと及び優れた機械強度を有すること等に着目され、様々な分野で用いられている。例えば、特許文献1では、電解めっきによる皮膜の中に、直径10〜100nm、アスペクト比(=長さ/直径)5〜200であるナノカーボン繊維を均一に含有する複合金属めっき被膜を表面に形成したナノカーボン繊維含有電着工具が記載されている。   In recent years, hollow carbon nanotubes or nanocarbon fibers that are not hollow bodies (in the present invention, these are collectively referred to as nanocarbon fibers) are unique properties, that is, fine fibers with a nanometer fiber diameter. In view of the fact that the aspect ratio (fiber length / fiber diameter) is large and that it has excellent mechanical strength, it is used in various fields. For example, in Patent Document 1, a composite metal plating film that uniformly contains nanocarbon fibers having a diameter of 10 to 100 nm and an aspect ratio (= length / diameter) of 5 to 200 is formed on the surface of the film by electrolytic plating. A nanocarbon fiber-containing electrodeposition tool is described.

シリコン結晶、サファイア、ガリウム砒素、水晶、ガラス、磁性材料等の脆性材料のスライシング加工には、走行するワイヤ(ソーワイヤ)に被切削材料を押し付けながら切削するワイヤソーが使用されている。ワイヤソーの方式としては、遊離砥粒式ワイヤソーが挙げられ、ソーワイヤを往復又は一方向に走行させ、遊離砥粒を含むスラリー液を連続供給しながら被加工物を切削加工する。   For slicing processing of brittle materials such as silicon crystal, sapphire, gallium arsenide, crystal, glass, and magnetic materials, wire saws are used that cut while pressing a material to be cut against a traveling wire (saw wire). An example of the wire saw method is a loose abrasive wire saw. The saw wire is reciprocated or traveled in one direction, and a workpiece is cut while continuously supplying a slurry liquid containing loose abrasive grains.

次世代の方式として、ダイヤモンド砥粒をソーワイヤ表面に金属めっき或いは樹脂バインダで固着させた固定砥粒式ワイヤソーが提案され、実用化されつつある。固定砥粒式ワイヤソーに用いられる電着ダイヤモンドソーワイヤは、スラリー液を用いる必要がないため、遊離砥粒式に比べてシリコンウェハの切削加工効率は優れている。また、遊離砥粒の飛散・廃液処理が生じないため、作業環境に優れるとともに製造コストを低減させることができるといった利点がある。しかしながら、ダイヤモンド砥粒をワイヤ表面に固着する製造コストが高く、また、表面のダイヤモンド砥粒が切削加工中に脱落することにより生じるワイヤ自体の断線や、切削能率の低下が課題となっている。従来市販されている電着ダイヤモンドワイヤは、ピアノ線へのコーティングのベースとなるニッケルめっきとの親和性を上げるために、ダイヤモンド砥粒の表面に炭化チタンや炭化珪素といった導電性炭素化合物やニッケル金属をコーティングしたものが用いられており、これによりニッケルめっき被膜との密着性を確保している(特許文献2参照)。   As a next-generation method, a fixed-abrasive wire saw in which diamond abrasive grains are fixed to the surface of a saw wire with metal plating or a resin binder has been proposed and put into practical use. Since the electrodeposited diamond saw wire used for the fixed abrasive wire saw does not require the use of a slurry solution, the silicon wafer cutting efficiency is superior to the free abrasive method. Further, since free abrasive grains are not scattered and waste liquid treatment is produced, there are advantages that the working environment is excellent and the manufacturing cost can be reduced. However, the manufacturing cost for fixing the diamond abrasive grains to the wire surface is high, and wire breakage caused by dropping of diamond abrasive grains on the surface during the cutting process and a reduction in cutting efficiency are problems. Electrodeposited diamond wires that have been marketed in the past are made of conductive carbon compounds such as titanium carbide and silicon carbide and nickel metal on the surface of diamond abrasive grains in order to increase the affinity with nickel plating, which is the base for coating piano wires. Is used to secure adhesion to the nickel plating film (see Patent Document 2).

特開2000−253318号公報JP 2000-253318 A 特開2011−137213号公報JP 2011-137213 A

上述したコーティングダイヤモンド砥粒は、ソーワイヤの製造工程においてワイヤ表面にニッケルめっきにより固着しているため、ダイヤモンド砥粒表面にニッケルめっきが析出することによる初期切削性能の低下、ダイヤモンド砥粒とニッケルめっきとの密着性が十分でないことによる切削加工中のダイヤモンド砥粒の脱落、及び、こうしたトラブルによる切削加工能率の低下及びソーワイヤの断線の発生等の課題があった。そのため、ダイヤモンド砥粒を表面に固着したソーワイヤの初期切削性を向上させるとともに切削加工能率を持続させるような材料設計が盛んに行われている。   Since the above-mentioned coated diamond abrasive grains are fixed to the wire surface by nickel plating in the saw wire manufacturing process, the initial cutting performance is lowered due to the nickel plating depositing on the diamond abrasive grain surface, and the diamond abrasive grains and nickel plating There are problems such as dropping of diamond abrasive grains during cutting due to insufficient adhesiveness of the steel, reduction in cutting efficiency due to such troubles, and occurrence of breakage of the saw wire. For this reason, material design has been actively conducted to improve the initial machinability of the saw wire having diamond abrasive grains fixed to the surface and to maintain the cutting efficiency.

一方、ダイヤモンド砥粒に用いられるダイヤモンド粒子の表面処理についても研究開発が進められている。ダイヤモンド粒子の表面処理を行うためのグラフト反応は、粒子表面の官能基を足場にして行われるため化学的に安定であり、表面に存在する官能基の数が少ないダイヤモンド粒子表面のグラフト化は困難であった。そのため、ダイヤモンド粒子を酸処理し、カルボキシル基等を導入することで、これらを足場にアミノシランによるカップリング反応を用いた、ダイヤモンド粒子の表面処理方法が報告されている(坪田敏樹 外7名、「シランカップリング剤を利用したダイヤモンド粉末の表面改質」、表面技術、Vol.53、No.6、p.413-418、2002年)が、アミノシランは溶液中では加水分解を生じるため、こうした表面処理はソーワイヤに用いるダイヤモンド粒子には向いていない。   On the other hand, research and development is also in progress on the surface treatment of diamond particles used for diamond abrasive grains. Grafting reaction for surface treatment of diamond particles is carried out using the functional group on the particle surface as a scaffold, so it is chemically stable, and it is difficult to graft on the diamond particle surface with few functional groups present on the surface. Met. Therefore, surface treatment methods for diamond particles have been reported using acid treatment of diamond particles and introduction of carboxyl groups, etc., using a coupling reaction with aminosilane as a scaffold (Toshiki Tsubota and 7 others, “ Surface modification of diamond powder using a silane coupling agent ”, Surface Technology, Vol. 53, No. 6, p. 413-418, 2002). However, aminosilane is hydrolyzed in solution. The treatment is not suitable for diamond particles used in saw wires.

本発明は、上述した課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ナノカーボン繊維で表面を被覆したダイヤモンド粒子を製造し、得られたダイヤモンド粒子を砥粒として用いてめっき被膜との間の密着性を改善して、優れたダイヤモンド砥粒の保持力と安定した切削能率を有するソーワイヤを提供することを目的とするものである。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present invention produces diamond particles whose surfaces are coated with nanocarbon fibers, and the obtained diamond particles are used as abrasive grains between the plating film and An object of the present invention is to provide a saw wire having improved adhesion and excellent diamond abrasive grain retention and stable cutting efficiency.

本発明に係るナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド粒子の製造方法は、ナノカーボン繊維存在下においてグラファイト化したダイヤモンド粒子表面の芳香族環とフェロセン含有ポリマーとの配位子交換反応をさせて、フェロセン含有ポリマーを介してダイヤモンド粒子表面をナノカーボン繊維により被覆する。さらに、前記ダイヤモンド粒子の平均粒径が1μm〜1000μmである。さらに、前記ダイヤモンド粒子表面のグラファイト層の厚さが0.1nm〜100nmである。さらに、前記ナノカーボン繊維は、繊維直径1nm〜200nm及びアスペクト比1〜500である。   The method for producing nanocarbon fiber-coated diamond particles according to the present invention comprises subjecting a ferrocene-containing polymer to a ligand exchange reaction between an aromatic ring on the surface of a diamond particle graphitized in the presence of nanocarbon fibers and a ferrocene-containing polymer. Then, the surface of the diamond particles is covered with nanocarbon fibers. Furthermore, the average particle diameter of the diamond particles is 1 μm to 1000 μm. Furthermore, the thickness of the graphite layer on the diamond particle surface is 0.1 nm to 100 nm. Further, the nanocarbon fiber has a fiber diameter of 1 nm to 200 nm and an aspect ratio of 1 to 500.

本発明は、ナノカーボン繊維存在下において、グラファイト化ダイヤモンド表面の芳香族環とフェロセン含有ポリマーとの配位子交換反応をさせることで、ナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド粒子を得ることができる。得られたダイヤモンド粒子を用いてソーワイヤのめっき処理を行うことで、ダイヤモンド粒子表面のナノカーボン繊維がめっき被膜中に取り込まれてアンカー効果を発揮するようになる。そのため、めっき被膜とダイヤモンド粒子との間の密着性が改善されて、優れたダイヤモンド砥粒の保持力と安定した切削能率を有するソーワイヤが得られる。   In the present invention, nanocarbon fiber-coated diamond particles can be obtained by performing a ligand exchange reaction between an aromatic ring on the surface of graphitized diamond and a ferrocene-containing polymer in the presence of nanocarbon fibers. By performing the saw wire plating process using the obtained diamond particles, the nanocarbon fibers on the surface of the diamond particles are taken into the plating film and exhibit an anchor effect. Therefore, the adhesion between the plating film and the diamond particles is improved, and a saw wire having excellent holding power of diamond abrasive grains and stable cutting efficiency can be obtained.

また、本発明は、ナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド粒子を高温に晒すことなく製造できるため、母材であるダイヤモンド粒子の破壊強度、硬度等の機械的特性をほぼ維持したままで、ナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド粒子を得ることが可能となり、ソーワイヤの砥粒として用いた場合に切削能率の低下を抑止することができる。   In addition, since the present invention can be produced without exposing the nanocarbon fiber-coated diamond particles to high temperatures, the nanocarbon fiber-coated diamond is maintained while maintaining the mechanical properties such as fracture strength and hardness of the base diamond particles. Particles can be obtained, and a decrease in cutting efficiency can be suppressed when used as saw wire abrasive grains.

カーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド粒子の製造工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of a carbon nanotube covering diamond particle. 処理前のダイヤモンド粒子の表面を撮影した画像である。It is the image which image | photographed the surface of the diamond particle before a process. 処理後のダイヤモンド粒子の表面を撮影した画像である。It is the image which image | photographed the surface of the diamond particle after a process. カーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド粒子の別の製造工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another manufacturing process of a carbon nanotube covering diamond particle. 処理後のダイヤモンド粒子の表面を撮影した画像である。It is the image which image | photographed the surface of the diamond particle after a process. カーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド粒子のさらに別の製造工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another manufacturing process of a carbon nanotube covering diamond particle. 処理後のダイヤモンド粒子の表面を撮影した画像である。It is the image which image | photographed the surface of the diamond particle after a process.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明におけるナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド粒子の製造方法は、表面をグラファイト化したダイヤモンド粒子の表面にフェロセン含有ポリマー及びナノカーボン繊維をグラフト化することでナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド粒子を製造することを特徴とする。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. The method for producing nanocarbon fiber-coated diamond particles according to the present invention is characterized in that nanocarbon fiber-coated diamond particles are produced by grafting a ferrocene-containing polymer and nanocarbon fibers onto the surface of a graphite particle whose surface is graphitized. To do.

本発明者らは、塩化アルミニウム触媒存在下で、表面をグラファイト化したダイヤモンド粒子とフェロセン含有ポリマーとの反応を行うと、グラファイト化ダイヤモンド粒子表面の芳香族環とフェロセン含有ポリマーのフェロセン部位との配位子交換反応が進行し、ダイヤモンド粒子表面へフェロセン含有ポリマーがグラフト化することを見出した。   In the presence of an aluminum chloride catalyst, the inventors of the present invention performed a reaction between a graphitized diamond particle and a ferrocene-containing polymer, thereby arranging an aromatic ring on the surface of the graphitized diamond particle and a ferrocene site of the ferrocene-containing polymer. It has been found that the ligand exchange reaction proceeds and the ferrocene-containing polymer is grafted onto the surface of the diamond particles.

本発明では、ダイヤモンド粒子表面をグラファイト化することで、ダイヤモンド表面グラファイト層の芳香族環とフェロセン含有ポリマーとの配位子交換反応を利用し、従来法では困難であったダイヤモンド粒子表面のグラフト化の高効率化が可能となり、ナノカーボン繊維をダイヤモンド粒子表面に被覆することが可能である。   In the present invention, the surface of the diamond particle is graphitized to utilize the ligand exchange reaction between the aromatic ring of the diamond surface graphite layer and the ferrocene-containing polymer. Therefore, it is possible to coat nanocarbon fibers on the surface of diamond particles.

本発明に係るナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド粒子の製造方法において使用されるダイヤモンド粒子は、窒素雰囲気中で表面をグラファイト化したダイヤモンド粒子を使用する。ダイヤモンド粒子の平均粒子径は、1μm〜1000μmが好ましく、より好ましくは、5μm〜50μmのものを使用するとよい。こうしたダイヤモンド粒子は、通常入手可能な、単結晶タイプ、多結晶タイプのものを用いることができる。また、ダイヤモンド粒子表面のグラファイト層の厚さは特に限定されないが、グラファイト自体は疎水性を示すため、この層が厚過ぎると疎水性相互作用によりダイヤモンド粒子同士が凝集し易くなるため、グラファイト層の厚さは0.1nm〜100nmが好ましく、より好ましくは0.5nm〜50nmであり、さらに好ましくは1nm〜20nmのものを使用するとよい。   The diamond particles used in the method for producing nanocarbon fiber-coated diamond particles according to the present invention are diamond particles whose surface is graphitized in a nitrogen atmosphere. The average particle diameter of the diamond particles is preferably 1 μm to 1000 μm, more preferably 5 μm to 50 μm. As such diamond particles, those of single crystal type and polycrystalline type which are usually available can be used. In addition, the thickness of the graphite layer on the diamond particle surface is not particularly limited, but graphite itself exhibits hydrophobicity, and if this layer is too thick, diamond particles are likely to aggregate due to hydrophobic interaction. The thickness is preferably 0.1 nm to 100 nm, more preferably 0.5 nm to 50 nm, and even more preferably 1 nm to 20 nm.

ナノカーボン繊維においても特に限定されないため、一般に市販されている単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブを使用することが好ましく、繊維直径1nm〜200nm及びアスペクト比(=繊維長/繊維直径)1〜500に設定されたものを用いるのがよい。本発明では、ワイヤソーによる切削工程においてダイヤモンド粒子の脱落の抑制を目的とするため、ナノカーボン繊維を分散させる必要はなく、凝集し易い性質(バンドル化)を利用してグラファイト化ダイヤモンド粒子表面にナノカーボン繊維を被覆させることができる。そして、ダイヤモンド粒子表面を被覆するナノカーボン繊維が金属めっき被膜中に取り込まれてアンカー効果を発揮することで、ダイヤモンド砥粒として用いられた場合に優れた保持力が得られると考えられる。また、ダイヤモンド粒子のサイズが大きい場合でも、ダイヤモンド粒子をめっき被膜中に保持して脱落しにくくするようになる。   Since the nanocarbon fiber is not particularly limited, it is preferable to use a commercially available single-walled carbon nanotube or multi-walled carbon nanotube. The fiber diameter is 1 nm to 200 nm and the aspect ratio (= fiber length / fiber diameter) is 1 to 500. It is good to use what has been set. In the present invention, in order to suppress diamond particles from dropping in a wire saw cutting process, it is not necessary to disperse nanocarbon fibers, and nano-fibers on the surface of graphitized diamond particles are utilized by utilizing the property of being easily aggregated (bundled). Carbon fiber can be coated. And it is thought that the outstanding holding power is acquired when it is used as a diamond abrasive grain because the nano carbon fiber which coat | covers the diamond particle surface is taken in in a metal plating film, and exhibits an anchor effect. In addition, even when the size of the diamond particles is large, the diamond particles are held in the plating film so that they are not easily dropped off.

ナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド粒子を製造するには、上述したようにダイヤモンド粒子表面に形成されたグラファイト層の芳香族環とフェロセン含有ポリマーとの配位子交換反応が必要である。既に塩化アルミニウム触媒存在下で、カーボンブラック表面の縮合芳香族環とフェロセンとの配位子交換反応が進行し、粒子表面ヘシクロペンタジエニル基が導入できることが報告されている(参考文献:M. Miyake, K. Yasuda, T. Takashima, T. Teranishi :Chem. Lett., 1999, 1037)。このような配位子交換反応を利用することにより、カーボンブラックの縮合芳香族環のエッジ部ではなく、グラフェンシート表面の利用が初めて可能になった。また、本発明者らは、カーボンブラック、炭素繊維、さらにはグラファイトなどの炭素材料表面の縮合芳香族環とビニルフェロセン含有コポリマーとの配位子交換反応による炭素材料表面へのグラフト反応について報告している(参考文献:N. Tsubokawa, N. Abe, Y. Seida, K. Fujiki : Chem. Lett.,2000, 900.)。こうした報告によれば、炭素繊維とビニルフェロセン−メタクリル酸メチル共重合体(poly(Vf-co-MMA))(Mn=2.1×104)との反応は、アルミニウムや塩化アルミニウムを加えない系では、グラフト率はわずか2%以下であったが、これに対して、塩化アルミニウムの存在下では、炭素繊維表面へのpoly(vf-co-MMA)のグラフト反応が進行し、グラフト率は4.4%であった。さらに、塩化アルミニウムとアルミニウムとの共存下では、poly(Vf-co-MMA)のグラフト反応が促進され、グラフト率は27.6%に達した。 In order to produce nanocarbon fiber-coated diamond particles, a ligand exchange reaction between the aromatic ring of the graphite layer formed on the diamond particle surface and the ferrocene-containing polymer is necessary as described above. It has already been reported that in the presence of an aluminum chloride catalyst, a ligand exchange reaction between a condensed aromatic ring on the surface of carbon black and ferrocene proceeds, and a hecyclopentadienyl group can be introduced on the particle surface (reference: M Miyake, K. Yasuda, T. Takashima, T. Teranishi: Chem. Lett., 1999, 1037). By using such a ligand exchange reaction, it has become possible for the first time to use the graphene sheet surface, not the edge portion of the condensed aromatic ring of carbon black. In addition, the present inventors have reported the graft reaction to the carbon material surface by the ligand exchange reaction between the condensed aromatic ring on the surface of the carbon material such as carbon black, carbon fiber, and graphite and the vinylferrocene-containing copolymer. (Reference: N. Tsubokawa, N. Abe, Y. Seida, K. Fujiki: Chem. Lett., 2000, 900.). According to these reports, the reaction between carbon fiber and vinyl ferrocene-methyl methacrylate copolymer (poly (Vf-co-MMA)) (Mn = 2.1 × 10 4 ) is not possible in systems where aluminum or aluminum chloride is not added. In contrast, the graft ratio was only 2% or less, but in the presence of aluminum chloride, the grafting reaction of poly (vf-co-MMA) on the carbon fiber surface proceeded, and the graft ratio was 4. 4%. Furthermore, in the coexistence of aluminum chloride and aluminum, the grafting reaction of poly (Vf-co-MMA) was promoted, and the graft ratio reached 27.6%.

本発明は、これらの反応を利用したものであり、塩化アルミニウム触媒存在下で、表面をグラファイト化したダイヤモンド粒子とフェロセン含有ポリマーを反応させ、グラファイト化ダイヤモンド粒子表面の芳香族環とフェロセン含有ポリマーのフェロセン部位との配位子交換反応により、ダイヤモンド粒子表面へフェロセン含有ポリマーをグラフト化させる。そして、ナノカーボン繊維を加えることで、ナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド粒子を得ることができる。   The present invention utilizes these reactions, and in the presence of an aluminum chloride catalyst, the surface of the graphitized diamond particles is reacted with the ferrocene-containing polymer by reacting the graphitized diamond particles with the ferrocene-containing polymer. A ferrocene-containing polymer is grafted onto the surface of the diamond particle by a ligand exchange reaction with a ferrocene moiety. And nanocarbon fiber-coated diamond particles can be obtained by adding nanocarbon fibers.

ソーワイヤの素線としては、ピアノ線等の鋼母線が一般に用いられており、素線の線径は、用途に応じて適宜設定され、特に限定されないが、0.1mm〜0.2mmのものが好ましい。素線には、黄銅、銅、ニッケル等のめっき処理が予め施されていてもよい。   As the strand of the saw wire, a steel bus such as a piano wire is generally used, and the wire diameter of the strand is appropriately set according to the application and is not particularly limited, but is 0.1 mm to 0.2 mm. preferable. The element wire may be preliminarily plated with brass, copper, nickel or the like.

素線のめっき処理に使用されるめっき液としては特に制限はないが、ニッケルイオン、コバルトイオン、銅イオン、金イオン、鉄イオン、パラジウムイオン、白金イオン、スズイオン及びロジウムイオンよりなる群から選ばれた1種又は2種以上の金属イオンを含むものが使用でき、特に好ましいものとしてはニッケルイオンを含む金属めっき液が挙げられる。   The plating solution used for the wire plating treatment is not particularly limited, but is selected from the group consisting of nickel ions, cobalt ions, copper ions, gold ions, iron ions, palladium ions, platinum ions, tin ions and rhodium ions. Those containing one or more metal ions can be used, and particularly preferred is a metal plating solution containing nickel ions.

めっき液中において、上述したナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド微粒子を均一に分散させるために、超音波振動による機械的な撹拌も可能であるが、ダイヤモンド微粒子の凝集・沈殿を抑制し、めっき液中でダイヤモンド粒子を安定して分散させるために、分散剤として界面活性剤を添加することが好ましい。添加する界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性等のイオン性界面活性剤、又は非イオン性界面活性剤が挙げられる。例えば、イオン性界面活性剤の場合、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩等であり、これらはダイヤモンド粒子の表面に導入したイオン性官能基により適宜選択すればよい。ここで用いるアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル等の炭素数1〜6の整数である。   In order to uniformly disperse the above-mentioned nanocarbon fiber-coated diamond fine particles in the plating solution, mechanical stirring by ultrasonic vibration is also possible, but the agglomeration / precipitation of diamond fine particles is suppressed, and the diamond in the plating solution In order to stably disperse the particles, it is preferable to add a surfactant as a dispersant. Examples of the surfactant to be added include anionic surfactants such as anionic and cationic surfactants, and nonionic surfactants. For example, in the case of an ionic surfactant, there are alkylbenzene sulfonate, dialkyldimethylammonium salt, and the like, and these may be appropriately selected depending on the ionic functional group introduced on the surface of diamond particles. As an alkyl group used here, it is a C1-C6 integer, such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl.

めっき液に添加するダイヤモンド粒子の添加量は、めっき液中の組成において0.5〜10g/リットルであることが好ましい。ダイヤモンド粒子の添加量をこの範囲に調整しためっき液を用いてめっき処理すれば、金属めっき被膜中にダイヤモンド粒子を均一に分散させることができ、さらに切削時に最適なダイヤモンド粒子の付着量を任意で調整することもできる。   The amount of diamond particles added to the plating solution is preferably 0.5 to 10 g / liter in the composition in the plating solution. If plating is performed using a plating solution in which the added amount of diamond particles is adjusted within this range, the diamond particles can be uniformly dispersed in the metal plating film, and the optimum amount of diamond particles deposited during cutting can be arbitrarily set. It can also be adjusted.

上述のように製造されためっき液を用いて公知の電解めっき処理を実施する場合、ダイヤモンド粒子が安定して分散されためっき液に対して、ソーワイヤの素線を電解めっき処理させることにより、素線の表面において、ダイヤモンド粒子が分散された金属めっき被膜を形成させることができる。そして、ダイヤモンド粒子の表面を被覆するナノカーボン繊維が金属めっき被膜中に取り込まれてアンカー効果を発揮し、ダイヤモンド粒子の保持力を高めることが可能となる。   When a known electrolytic plating process is performed using the plating solution manufactured as described above, the element wire of the saw wire is subjected to an electrolytic plating process with respect to the plating solution in which diamond particles are stably dispersed. A metal plating film in which diamond particles are dispersed can be formed on the surface of the wire. And the nanocarbon fiber which coat | covers the surface of a diamond particle is taken in in a metal plating film, exhibits an anchor effect, and it becomes possible to raise the retention strength of a diamond particle.

以下に実施例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制約されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
1.ビニルフェロセン−メタクリル酸メチル共重合体[Poly(vinyl ferrocene-co-methyl methacrylate);poly(Vf-co-MMA)]の合成
重合試験管に、ビニルフェロセン(Vf;Sigma-Aldrich Co.製)を5.40ミリモル、メタクリル酸メチル(MMA;関東化学株式会社製)を48.0ミリモル、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN;関東化学株式会社製)を0.54ミリモル、トルエン(関東化学株式会社製)を5.0ミリリットルを加え、真空封管とし、70℃で24時間重合処理を行った。重合処理後、反応溶液を過剰のメタノール(関東化学株式会社製)中に滴下し、生成したPoly(Vf-co-MMA)を吸引濾過した。その後、得られたPoly(Vf-co-MMA)を再びトルエン中に溶かし、同様の操作を2回繰り返した後、減圧乾燥させてから使用した。
Example 1
1. Synthesis of vinyl ferrocene-methyl methacrylate copolymer [Poly (vinyl ferrocene-co-methyl methacrylate); poly (Vf-co-MMA)] Vinyl ferrocene (Vf; manufactured by Sigma-Aldrich Co.) was added to a polymerization test tube. 5.40 mmol, methyl methacrylate (MMA; manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) 48.0 mmol, 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN; manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) 0.54 mmol, toluene 5.0 ml of (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added to form a vacuum sealed tube, and polymerized at 70 ° C. for 24 hours. After the polymerization treatment, the reaction solution was dropped into excess methanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), and the produced Poly (Vf-co-MMA) was suction filtered. Thereafter, the obtained Poly (Vf-co-MMA) was dissolved again in toluene, the same operation was repeated twice, and then used after drying under reduced pressure.

得られたPoly(Vf-co-MMA)の分子量は1.3×104、ビニルフェロセン含有量は9.3モル%であった。 The obtained poly (Vf-co-MMA) had a molecular weight of 1.3 × 10 4 and a vinylferrocene content of 9.3 mol%.

2.カーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド粒子の製造(1段階法)
図1に示すように、還流冷却器を取り付けた試験管にPoly(Vf-co-MMA)を0.05g、カーボンナノチューブとして多層カーボンナノチューブ(MW-CNT;Nanocyl Ltd.製)を0.025g、表面がグラファイト化したダイヤモンド粒子(GD;住石マテリアルズ株式会社製)を0.1g加え、次いで、無水塩化アルミニウム(AlCl3;関東化学株式会社製)を92.4mgとアルミニウム粉(Al;粒子径53μm〜150μm)を4.73mg、反応溶媒として1,4-ジオキサン(関東化学株式会社製)を10ミリリットル加えた。
2. Production of carbon nanotube-coated diamond particles (one-step method)
As shown in FIG. 1, 0.05 g of Poly (Vf-co-MMA) is added to a test tube equipped with a reflux condenser, and 0.025 g of multi-walled carbon nanotube (MW-CNT; manufactured by Nanocyl Ltd.) is used as a carbon nanotube. 0.1 g of diamond particles having a graphitized surface (GD; manufactured by Sumiishi Materials Co., Ltd.) are added, and then 92.4 mg of anhydrous aluminum chloride (AlCl 3 ; manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and aluminum powder (Al; particles) 4.73 mg of 53 μm to 150 μm in diameter) and 10 ml of 1,4-dioxane (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) as a reaction solvent were added.

そして、窒素気流中で、マグネチックスターラーで攪拌しながら80℃で24時間グラフト化反応させた。反応後、メタノールを加え、塩化アルミニウムの活性を失活させて反応を停止させた。また、反応後に得られた生成物中におけるアルミニウムの除去は、生成物を超音波照射により溶媒中へ分散させ、数分後、沈殿したアルミニウムを除去した。   And it was made to graft-react at 80 degreeC for 24 hours, stirring with a magnetic stirrer in nitrogen stream. After the reaction, methanol was added to terminate the reaction by deactivating the activity of aluminum chloride. Moreover, the removal of aluminum in the product obtained after the reaction was performed by dispersing the product in a solvent by ultrasonic irradiation, and after several minutes, the precipitated aluminum was removed.

なお、上澄み液には非グラフトポリマーも含まれているので、これを取り除くため、反応生成物をポリマーの良溶媒であるジオキサン中へ分散させ、約5分間超音波洗浄を行い、その後1.5×104rpmで約40分間遠心分離を行って、非グラフトポリマーが溶解している上澄み液を除去した。この操作を3回繰り返し、非グラフトポリマーを除去した。 In addition, since the non-grafted polymer is also contained in the supernatant liquid, in order to remove this, the reaction product is dispersed in dioxane, which is a good solvent for the polymer, and subjected to ultrasonic cleaning for about 5 minutes, and then 1.5%. Centrifugation was performed at × 10 4 rpm for about 40 minutes to remove the supernatant solution in which the non-grafted polymer was dissolved. This operation was repeated three times to remove the non-grafted polymer.

さらに、生成物中に含まれている塩化アルミニウムの除去は、塩化アルミニウムが塩酸中に溶解するので、1モル/リットルの希塩酸を用いて超音波洗浄を行い、その後遠心分離を行って上澄み液を除去することにより行った。得られたカーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド粒子を減圧下、50℃で十分乾燥させた。なお、未反応のカーボンナノチューブの分離は、ダイヤモンド微粒子とカーボンナノチューブとの比重差を利用して行った。   Furthermore, the aluminum chloride contained in the product is removed by dissolving ultrasonically in 1 mol / liter dilute hydrochloric acid, and then centrifuging the supernatant to remove the supernatant. This was done by removing. The obtained carbon nanotube-coated diamond particles were sufficiently dried at 50 ° C. under reduced pressure. The unreacted carbon nanotubes were separated using the difference in specific gravity between the diamond fine particles and the carbon nanotubes.

得られたカーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド微粒子の表面を走査型電子顕微鏡(SEM;日本電子株式会社製)で撮影した。図2Aは、処理前のダイヤモンド粒子の表面を撮影した画像を示し、図2Bは、処理後のダイヤモンド粒子の表面を撮影した画像を示す。これらの画像を比較すると、ダイヤモンド粒子の表面がカーボンナノチューブにより被覆されていることがわかる。   The surface of the obtained carbon nanotube-coated diamond fine particles was photographed with a scanning electron microscope (SEM; manufactured by JEOL Ltd.). FIG. 2A shows an image obtained by photographing the surface of diamond particles before treatment, and FIG. 2B shows an image obtained by photographing the surface of diamond particles after treatment. Comparing these images, it can be seen that the surfaces of the diamond particles are covered with carbon nanotubes.

(実施例2)
図3に示すように、Poly(Vf-co-MMA)及びグラファイト化ダイヤモンド粒子(GD)をグラフト化した後カーボンナノチューブ(CNT)と反応させる2段階法によりカーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド粒子を製造した。
(Example 2)
As shown in FIG. 3, carbon nanotube-coated diamond particles were produced by a two-step method in which Poly (Vf-co-MMA) and graphitized diamond particles (GD) were grafted and then reacted with carbon nanotubes (CNT).

1.Poly(Vf-co-MMA)グラフト化ダイヤモンド粒子の合成
還流冷却器を取り付けた試験管に、実施例1で用いたグラファイト化ダイヤモンド粒子(GD)を0.1gと実施例1で得られたPoly(Vf-co-MMA)を0.05g加え、次いで、実施例1と同様に、無水塩化アルミニウム92.4mg及びアルミニウム粉4.73mg、反応溶媒として1,4-ジオキサンを10ミリリットル加え、窒素気流中で、マグネチックスターラーで攪拌しながら80℃で24時間グラフト化反応させた。反応後、メタノールを加え、塩化アルミニウムの活性を失活させて反応を停止させた。また、反応後に得られた生成物中におけるアルミニウムの除去は、生成物を超音波照射により溶媒中へ分散させ、数分後、沈殿したアルミニウムを除去した。
1. Synthesis of Poly (Vf-co-MMA) Grafted Diamond Particles In a test tube equipped with a reflux condenser, 0.1 g of graphitized diamond particles (GD) used in Example 1 and Poly obtained in Example 1 were used. 0.05 g of (Vf-co-MMA) was added, then, as in Example 1, 92.4 mg of anhydrous aluminum chloride and 4.73 mg of aluminum powder, 10 ml of 1,4-dioxane as a reaction solvent were added, and a nitrogen stream was added. The grafting reaction was carried out at 80 ° C. for 24 hours while stirring with a magnetic stirrer. After the reaction, methanol was added to terminate the reaction by deactivating the activity of aluminum chloride. Moreover, the removal of aluminum in the product obtained after the reaction was performed by dispersing the product in a solvent by ultrasonic irradiation, and after several minutes, the precipitated aluminum was removed.

なお、上澄み液には非グラフトポリマーも含まれているので、これを取り除くため、反応生成物をポリマーの良溶媒であるジオキサン中へ分散させ、約5分間超音波洗浄を行い、その後1.5×104rpmで約40分間遠心分離を行って、非グラフトポリマーが溶解している上澄み液を除去した。この操作を3回繰り返し、非グラフトポリマーを除去した。 In addition, since the non-grafted polymer is also contained in the supernatant liquid, in order to remove this, the reaction product is dispersed in dioxane, which is a good solvent for the polymer, and subjected to ultrasonic cleaning for about 5 minutes, and then 1.5%. Centrifugation was performed at × 10 4 rpm for about 40 minutes to remove the supernatant solution in which the non-grafted polymer was dissolved. This operation was repeated three times to remove the non-grafted polymer.

さらに、生成物中に含まれている塩化アルミニウムの除去は、塩化アルミニウムが塩酸中に溶解するので、1モル/リットルの希塩酸を用いて超音波洗浄を行い、その後遠心分離を行って上澄み液を除去することにより行った。得られたPoly(Vf-co-MMA)グラフト化ダイヤモンド粒子を減圧下、50℃で十分乾燥させた。ダイヤモンド粒子へのPoly(Vf-co-MMA)のグラフト率(グラフトしたポリマーのダイヤモンド粒子に対する質量%)は、32.7%であった。   Furthermore, the aluminum chloride contained in the product is removed by dissolving ultrasonically in 1 mol / liter dilute hydrochloric acid, and then centrifuging the supernatant to remove the supernatant. This was done by removing. The obtained Poly (Vf-co-MMA) grafted diamond particles were sufficiently dried at 50 ° C. under reduced pressure. The graft ratio of Poly (Vf-co-MMA) to diamond particles (mass% of grafted polymer with respect to diamond particles) was 32.7%.

2.Poly(Vf-co-MMA)グラフト化ダイヤモンド粒子とカーボンナノチューブとの反応
還流冷却器を取り付けた試験管に、得られたPoly(Vf-co-MMA)グラフト化ダイヤモンド粒子0.05g及び実施例1で用いたカーボンナノチューブ0.025gを加え、次いで、実施例1と同様に、無水塩化アルミニウム92.4mg及びアルミニウム粉4.73mg、反応溶媒として1,4-ジオキサンを10ミリリットル加え、窒素気流中で、マグネチックスターラーで攪拌しながら80℃で24時間反応させた。反応後、メタノールを加え、塩化アルミニウムの活性を失活させて反応を停止させた。また、反応後に得られた生成物中におけるアルミニウムの除去は、前述の方法と同様に行った。
2. Reaction of Poly (Vf-co-MMA) Grafted Diamond Particles with Carbon Nanotubes 0.05 g of Poly (Vf-co-MMA) grafted diamond particles obtained in a test tube equipped with a reflux condenser and Example 1 Then, 0.025 g of the carbon nanotube used in Example 1 was added, and then 92.4 mg of anhydrous aluminum chloride and 4.73 mg of aluminum powder and 10 ml of 1,4-dioxane as a reaction solvent were added in the same manner as in Example 1. The mixture was reacted at 80 ° C. for 24 hours while stirring with a magnetic stirrer. After the reaction, methanol was added to terminate the reaction by deactivating the activity of aluminum chloride. Moreover, the removal of aluminum in the product obtained after the reaction was performed in the same manner as described above.

なお、未反応のカーボンナノチューブの分離は、実施例1と同様に、ダイヤモンド粒子とカーボンナノチューブとの比重差を利用して行った。得られたカーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド粒子の表面をSEMで撮影した。図4に撮影した画像を示す。撮影画像をみると、ダイヤモンド粒子の表面がカーボンナノチューブにより被覆されていることがわかる。   The unreacted carbon nanotubes were separated using the difference in specific gravity between the diamond particles and the carbon nanotubes as in Example 1. The surface of the obtained carbon nanotube-coated diamond particles was photographed with SEM. FIG. 4 shows a photographed image. From the photographed image, it can be seen that the surfaces of the diamond particles are covered with carbon nanotubes.

(実施例3)
図5に示すように、Poly(Vf-co-MMA)及びカーボンナノチューブ(CNT)をグラフト化した後グラファイト化ダイヤモンド粒子(GD)と反応させる2段階法によりカーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド粒子を製造した。
(Example 3)
As shown in FIG. 5, carbon nanotube-coated diamond particles were produced by a two-step method in which Poly (Vf-co-MMA) and carbon nanotubes (CNT) were grafted and then reacted with graphitized diamond particles (GD).

1.Poly(Vf-co-MMA)グラフト化カーボンナノチューブの合成
還流冷却器を取り付けた試験管に、実施例1で用いたカーボンナノチューブ0.1gとPoly(Vf-co-MMA)0.1gを加え、次いで、実施例1と同様に、無水塩化アルミニウム92.4mg及びアルミニウム粉4.73mg、反応溶媒として1,4-ジオキサンを20ミリリットル加え、窒素気流中で、マグネチックスターラーで攪拌しながら80℃で24時間グラフト化反応させた。反応後、メタノールを加え、塩化アルミニウムの活性を失活させて反応を停止させた。また、反応後に得られた生成物中におけるアルミニウムの除去は、生成物を超音波照射により溶媒中へ分散させ、数分後、沈殿したアルミニウムを除去した。
1. Synthesis of Poly (Vf-co-MMA) -grafted carbon nanotubes To a test tube equipped with a reflux condenser, 0.1 g of carbon nanotubes used in Example 1 and 0.1 g of Poly (Vf-co-MMA) were added, Subsequently, as in Example 1, 92.4 mg of anhydrous aluminum chloride and 4.73 mg of aluminum powder, 20 ml of 1,4-dioxane as a reaction solvent were added, and the mixture was stirred at 80 ° C. while stirring with a magnetic stirrer in a nitrogen stream. The grafting reaction was performed for 24 hours. After the reaction, methanol was added to terminate the reaction by deactivating the activity of aluminum chloride. Moreover, the removal of aluminum in the product obtained after the reaction was performed by dispersing the product in a solvent by ultrasonic irradiation, and after several minutes, the precipitated aluminum was removed.

なお、上澄み液には非グラフトポリマーも含まれているので、これを取り除くため、反応生成物をポリマーの良溶媒であるジオキサン中へ分散させ、約5分間超音波洗浄を行い、その後1.5×104rpmで約40分間遠心分離を行って、非グラフトポリマーが溶解している上澄み液を除去した。この操作を3回繰り返し、非グラフトポリマーを除去した。 In addition, since the non-grafted polymer is also contained in the supernatant liquid, in order to remove this, the reaction product is dispersed in dioxane, which is a good solvent for the polymer, and subjected to ultrasonic cleaning for about 5 minutes, and then 1.5%. Centrifugation was performed at × 10 4 rpm for about 40 minutes to remove the supernatant solution in which the non-grafted polymer was dissolved. This operation was repeated three times to remove the non-grafted polymer.

さらに、生成物中に含まれている塩化アルミニウムの除去は、塩化アルミニウムが塩酸中に溶解するので、1モル/リットルの希塩酸を用いて超音波洗浄を行い、その後遠心分離を行って上澄み液を除去することにより行った。得られたPoly(Vf-co-MMA)グラフト化カーボンナノチューブを減圧下、50℃で十分乾燥させた。なお、カーボンナノチューブへのPoly(Vf-co-MMA)のグラフト率(グラフトしたポリマーのカーボンナノチューブに対する質量%)は54.5%であった。   Furthermore, the aluminum chloride contained in the product is removed by dissolving ultrasonically in 1 mol / liter dilute hydrochloric acid, and then centrifuging the supernatant to remove the supernatant. This was done by removing. The obtained Poly (Vf-co-MMA) grafted carbon nanotubes were sufficiently dried at 50 ° C. under reduced pressure. The graft ratio of Poly (Vf-co-MMA) to carbon nanotubes (mass% of grafted polymer with respect to carbon nanotubes) was 54.5%.

2.Poly(Vf-co-MMA)グラフト化カーボンナノチューブとダイヤモンド粒子との反応
還流冷却器を取り付けた試験管に、得られたPoly(Vf-co-MMA)グラフト化カーボンナノチューブ0.05g及び実施例1で用いたダイヤモンド粒子0.05gを加え、次いで、実施例1と同様に、無水塩化アルミニウム92.4mg及びアルミニウム粉4.73mg、反応溶媒として1,4-ジオキサンを10ミリリットルを加え、窒素気流中で、マグネチックスターラーで攪拌しながら80℃で24時間反応させた。反応後、メタノールを加え、塩化アルミニウムの活性を失活させて反応を停止させた。また、反応後に得られた生成物中におけるアルミニウムの除去は、1.と同様の方法で行った。なお、未反応カーボンナノチューブの分離は、実施例1と同様に、ダイヤモンド粒子とカーボンナノチューブとの比重差を利用して行った。得られたカーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド粒子の表面をSEMで撮影した。図6に撮影した画像を示す。撮影画像をみると、ダイヤモンド粒子の表面がカーボンナノチューブにより被覆されていることがわかる。
2. Reaction of Poly (Vf-co-MMA) Grafted Carbon Nanotubes with Diamond Particles In a test tube equipped with a reflux condenser, 0.05 g of the obtained Poly (Vf-co-MMA) grafted carbon nanotubes and Example 1 were used. 0.05 g of the diamond particles used in Example 1 were added, and then 92.4 mg of anhydrous aluminum chloride and 4.73 mg of aluminum powder and 10 ml of 1,4-dioxane as a reaction solvent were added in the same manner as in Example 1 in a nitrogen stream. Then, the mixture was reacted at 80 ° C. for 24 hours while stirring with a magnetic stirrer. After the reaction, methanol was added to terminate the reaction by deactivating the activity of aluminum chloride. Also, the removal of aluminum in the product obtained after the reaction is carried out by 1. The same method was used. The unreacted carbon nanotubes were separated using the difference in specific gravity between the diamond particles and the carbon nanotubes, as in Example 1. The surface of the obtained carbon nanotube-coated diamond particles was photographed with SEM. FIG. 6 shows a photographed image. From the photographed image, it can be seen that the surfaces of the diamond particles are covered with carbon nanotubes.

(実施例4)
作製されたカーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド粒子を純水中に1g/リットルの濃度で分散させ、超音波処理により十分に分散させた後、カチオン性界面活性剤(ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド)を0.02g/リットルの濃度となるように添加し、さらに超音波処理により十分に分散させた。
Example 4
The produced carbon nanotube-coated diamond particles were dispersed in pure water at a concentration of 1 g / liter and sufficiently dispersed by ultrasonic treatment, and then a cationic surfactant (polydiallyldimethylammonium chloride) was added at 0.02 g / liter. It added so that it might become the density | concentration of liter, and also fully disperse | distributed by the ultrasonic treatment.

得られたダイヤモンド微粒子及び界面活性剤が均一に分散した分散液を金属めっき液に添加し、下記の組成のめっき液を調製した。
・硫酸ニッケル四水和物500g/リットル
・塩化ニッケル5g/リットル
・ホウ酸10g/リットル
・カーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド粒子10g/リットル
The obtained dispersion liquid in which the fine diamond particles and the surfactant were uniformly dispersed was added to the metal plating solution to prepare a plating solution having the following composition.
Nickel sulfate tetrahydrate 500 g / liter Nickel chloride 5 g / liter Boric acid 10 g / liter Carbon nanotube-coated diamond particles 10 g / liter

調製しためっき液は、スルファミン酸又は炭酸ニッケル溶液を適宜添加してpH5.0に調整した。次に、めっき液の温度を60℃(めっき液の使用温度)に昇温させた。このとき、攪拌によりめっき液中のカーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド微粒子は、良好な分散状態を維持しており、製造されためっき液は、使用温度に昇温しても安定した分散状態を保持することが確認できた。分散状態は、凝集による沈殿或いは浮遊物の有無を目視でチェックして良好な分散状態であることを確認した。   The prepared plating solution was adjusted to pH 5.0 by appropriately adding sulfamic acid or nickel carbonate solution. Next, the temperature of the plating solution was raised to 60 ° C. (use temperature of the plating solution). At this time, the carbon nanotube-coated diamond fine particles in the plating solution are maintained in a good dispersion state by stirring, and the produced plating solution can maintain a stable dispersion state even when the temperature is raised to the use temperature. It could be confirmed. The dispersion state was confirmed by visual inspection for the presence or absence of precipitates due to aggregation or suspended matter.

調製したカーボンナノチューブ被覆ダイヤモンド粒子含有めっき液を用いて、ピアノ線(線径0.12mm;トクセン工業株式会社製)に脱脂、下地処理、ダイヤモンド粒子固着めっき処理(電流密度:1A/dm2)、最後に仕上げめっき(電流密度:3A/dm2)による砥粒の固着処理を行い、ソーワイヤを製造した。 Using the prepared carbon nanotube-coated diamond particle-containing plating solution, piano wire (wire diameter 0.12 mm; manufactured by Toxen Industries Co., Ltd.) is degreased, ground, diamond particle fixed plating treatment (current density: 1 A / dm 2 ), Finally, the abrasive grains were fixed by finish plating (current density: 3 A / dm 2 ) to produce a saw wire.

得られたソーワイヤ及び従来のソーワイヤをシングルワイヤソー(株式会社タカトリ製)によるシリコンインゴットの切削を行うことで、砥粒保持力向上の検証を行った。切削加工条件は以下の通りである。
<単結晶シリコン切削条件>
・ワークサイズ 直径150mm×長さ125mm
・ワイヤ仕様 直径0.12mm
・固着したダイヤモンド粒子 粒径10μm〜20μm
・線速度 800m/分
・ワイヤピッチ 1.0mm
・張力 20N
・クーラント ユシロ化学工業株式会社製
・シングルワイヤソー WSD−K2(株式会社タカトリ製)
・切断時間 30分
・ワイヤ供給量 0.3m/分
The obtained saw wire and the conventional saw wire were cut into a silicon ingot using a single wire saw (manufactured by Takatori Co., Ltd.), thereby verifying the improvement of the abrasive grain holding power. Cutting conditions are as follows.
<Single crystal silicon cutting conditions>
・ Work size Diameter 150mm x Length 125mm
・ Wire specification Diameter 0.12mm
・ Fixed diamond particle diameter 10μm ~ 20μm
・ Line speed 800m / min ・ Wire pitch 1.0mm
・ Tension 20N
・ Coolant Yushiro Chemical Co., Ltd. ・ Single Wire Saw WSD-K2 (manufactured by Takatori Corporation)
・ Cutting time 30 minutes ・ Wire feed rate 0.3 m / min

評価方法としては、シリコンの移動量を30mm/回とし、昇降速度を1.2mm/分にて切削を行い、これを3回繰り返した後のソーワイヤ表面のダイヤモンド砥粒の残存個数を観察した。その結果、従来品に比べて得られたソーワイヤは、表面のダイヤモンド粒子が多く残存しており、切削時におけるダイヤモンド粒子の保持力の向上が認められた。   As an evaluation method, the amount of movement of silicon was set to 30 mm / time, cutting was performed at an ascending / descending speed of 1.2 mm / minute, and this was repeated three times, and the number of remaining diamond abrasive grains on the surface of the saw wire was observed. As a result, the saw wire obtained in comparison with the conventional product had a large amount of diamond particles on the surface, and an improvement in the retention of diamond particles during cutting was recognized.

Claims (5)

ナノカーボン繊維存在下においてグラファイト化したダイヤモンド粒子表面の芳香族環とフェロセン含有ポリマーとの配位子交換反応をさせて、フェロセン含有ポリマーを介してダイヤモンド粒子表面をナノカーボン繊維により被覆するナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド粒子の製造方法。   A nanocarbon fiber in which the surface of the diamond particle is coated with the nanocarbon fiber through the ferrocene-containing polymer through a ligand exchange reaction between the aromatic ring on the surface of the graphitized diamond particle and the ferrocene-containing polymer in the presence of the nanocarbon fiber. A method for producing coated diamond particles. 前記ダイヤモンド粒子の平均粒径が1μm〜1000μmである請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the diamond particles have an average particle diameter of 1 μm to 1000 μm. 前記ダイヤモンド粒子表面のグラファイト層の厚さが0.1nm〜100nmである請求項1又は2に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein a thickness of the graphite layer on the surface of the diamond particles is 0.1 nm to 100 nm. 前記ナノカーボン繊維は、繊維直径1nm〜200nm及びアスペクト比1〜500である請求項1から3のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the nanocarbon fiber has a fiber diameter of 1 nm to 200 nm and an aspect ratio of 1 to 500. 請求項1から4のいずれかに記載の製造方法により製造されたナノカーボン繊維被覆ダイヤモンド粒子を表面に分散しためっき被膜が形成されているソーワイヤ。   A saw wire on which a plating film in which nano-carbon fiber-coated diamond particles produced by the production method according to claim 1 are dispersed on a surface is formed.
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