(57)【要約】【課題】  鉱石試料の研磨工程において、熟練者の経験に頼ることなく、誰にでも簡単に終点の判定ができ、更には判定の自動化も可能な方法を提供する。【解決手段】  樹脂に包埋固結した鉱石や金属製錬中間物の試料を顕微鏡観察に供するために研磨する際に、仕上げ研磨及び最終研磨での研磨機のモータにかかるトルクを検知して、その変化に基づいて仕上げ研磨及び最終研磨における鉱石試料研磨の終点判定を行う。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂に包埋固結した鉱石や金属製錬中間物の試料を光学顕微鏡観察に供するために研磨する工程において、仕上げ研磨及び最終研磨での研磨機のモータにかかるトルクを検知し、そのトルクの変化に基づいて仕上げ研磨及び最終研磨の終点を判定することを特徴とする鉱石試料研磨の終点判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱石や金属製錬中間物などの鉱物分析において、様々な硬さの鉱物を含有する試料に対し、平滑で、凹みや浮上がり、傷、脱落のない研磨面が得られる研磨の終点を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅、鉛、亜鉛、ニッケルなどの非鉄金属製錬においては、鉱石や金属製錬中間物の試料を光学顕微鏡で観察することで、鉱物種の同定と定量、更には分布状態の解析を行う鉱物分析が利用されている。この鉱物分析には、試料の薄片を作製して透過光にて観察する方法と、試料断面を鏡面研磨し、反射光にて観察する方法とがある。
【０００３】
金属鉱物の多くは不透明鉱物であり、透過光では暗黒にしか見えないため、前者の方法では同定できないことが多い。従って、非鉄金属製錬における鉱物分析では、鏡面研磨した試料断面を反射光で観察する後者の方法が適している。この方法の一つとして、例えば、特開平３３１６２１号公報に記載されるように、樹脂に包埋固結した鉱石や金属製錬中間物の試料を研磨し、反射顕微鏡による画像を解析することにより鉱物を分析する方法が知られている。
【０００４】
反射光による光学顕微鏡観察は数百倍以上の高倍率で行うので、研磨試料にわずかな凹みや浮上がり、あるいは傷があると、観察時の焦点がずれ、分析精度が低下してしまう。また、研磨時に特定の鉱物が試料から脱落すると、定量結果の信頼性を大きく低下させてしまう。このように、鉱物分析においては、光学顕微鏡観察に供する試料研磨の仕上がり状態が、分析結果の精度や信頼性に大きく影響するため、凹みや浮上がり、傷、脱落のない平滑な研磨面が必要である。
【０００５】
試料を凹みや浮上がり、傷、脱落がなく、平滑に研磨する方法として、特開２００４−３４０８５１公報には、仕上げ研磨及び最終研磨の研磨盤に、硬いものから軟らかいものの順に用いる方法が提案されている。即ち、一般に試料表面の研磨加工は、鉱石試料を樹脂に包埋固結して、鋳鉄盤、ガラス板、銅盤、錫盤、鉛盤などの研磨盤を用い、粗研磨、中間研磨、仕上げ研磨、最終研磨の順に行われている。上記公報記載の方法は、仕上げ研磨と最終研磨について、研磨盤として金属盤を硬いものから軟らかいものの順に用いて研磨する方法である。
【０００６】
この方法によれば、鉱物試料を凹みや浮上がり、傷、脱落がなく、平滑に研磨することができる。しかしながら、この方法においては、仕上げ研磨及び最終研磨に用いる銅盤、錫盤、鉛盤などの金属盤での仕上がり状況は非常に重要なものであるが、その研磨の終点判定は熟練者の経験に頼らざるを得なかった。そのため、研磨面に平滑でない箇所が残ったり、研磨の過剰により研磨機のモータが焼き付いたりする場合があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３３１６２１号公報
【特許文献２】特開２００４−３４０８５１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、鉱石試料の研磨工程において、熟練者の経験に頼ることなく、誰にでも簡単に終点の判定ができ、更には判定の自動化も可能な方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明が提供する鉱石試料研磨の終点判定方法は、樹脂に包埋固結した鉱石や金属製錬中間物の試料を光学顕微鏡観察に供するために研磨する工程において、仕上げ研磨及び最終研磨での研磨機のモータにかかるトルクを検知し、そのトルクの変化に基づいて仕上げ研磨及び最終研磨の終点を判定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来は熟練者の経験と感が必要であった鉱石試料研磨の終点判定を簡便に行うことができ、凹みや浮上がり、傷、脱落がなく、反射光による光学顕微鏡観察に適した平滑な研磨面の鉱石試料を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明における鉱石試料の研磨方法は、上記特開２００４−３４０８５１公報記載の方法と同様に、仕上げ研磨及び最終研磨の両工程での研磨盤として銅盤、錫盤、鉛盤などの金属盤を使用し、これらの金属盤を硬いものから軟らかいものの順に用いる、例えば最終研磨では仕上げ研磨よりも軟らかい金属盤を用いる。また、研磨剤（砥粒）にはダイヤモンド微粒子を用いることが好ましく、研磨油（潤滑剤）としては粘性の高い流動パラフィンとケロシンの混合物が厚さを制御し易いため好ましい。
【００１２】
仕上げ研磨及び最終研磨では、例えば研磨盤として鉛盤を用いた最終研磨工程を示す図1を参照して説明すると、試料１の研磨量は研磨盤２上の研磨剤３の量と研磨油４の厚さで制御される。試料１の表面と研磨盤２の表面との距離は研磨油４の厚さで保たれているが、その距離は研磨の過程で研磨油４が溝に流れることにより縮まってくる。そして、適切な距離になったところで、試料１の表面研磨状態が最適となって終点を迎える。この方法によれば、鉱物の硬さが異なっていても段差を生じることがなく、凹みや浮上がり、傷、脱落がなく、平滑に研磨することができる。
【００１３】
この研磨方法においては、研磨の終点判定が重要である。例えば、最終研磨の時間が１０〜３０分であるに対して、最適な研磨状態が維持できる時間はわずかに１〜３分に過ぎない。この最適な研磨状態である終点を見逃してしまうと、焼付きと呼ばれる試料の変色が生じ、これが更に進行すると研磨盤が破損する危険がある。この研磨の終点判定は、従来から、研磨盤表面の色、研磨盤表面状態の触診、モータの音の変化などから、人が直に判断していた。しかし、この判断に必要な感覚を掴むには長年の経験が必要であるため、熟練者の経験と感に頼らざるを得なかった。
【００１４】
そこで、本発明者らは、最適な研磨状態に達した状態、即ち研磨の終点を検出する手段として、研磨盤表面の色、音や温度など様々なものに着目して試験した結果、研磨機のモータにかかるトルクを検知することで研磨の様子をモニターできることを見出した。具体的には、研磨盤などを駆動する研磨機のモータのモータ軸定格負荷率を検知し、その変化に基づいて研磨の終点を判定した。尚、モータ軸定格負荷率とは、モータの入力電力を測定し、モータ内部で発生する損失を演算して出力を求めることで、モータ軸にかかる定格負荷変動を０〜１００％で表したものである。
【００１５】
このモータ軸定格負荷率の検知信号によれば、研磨工程で行った研磨剤や研磨油の添加などの操作による研磨盤表面の変化を敏感に検出でき、且つ研磨状態が最適となる終点付近での値が常にほぼ一定値を示すことが分かった。従って、このモータのトルクを検知することにより、研磨の終点を簡単に判定することができる。しかも、この判定方法は人的な要素を含まないので、機械的な自動判定にも適している。
【実施例】
【００１６】
銅鉱石試料を樹脂に包埋固結し、粗研磨と中間研磨は通常のごとく鋳鉄盤により研磨した。次に、仕上げ研磨には銅盤及び最終研磨には鉛盤を用い、いずれも研磨剤としてダイヤモンド砥粒を、研磨油として流動パラフィンとケロシンの混合物を使用して、それぞれ研磨を行った。尚、研磨盤などを駆動するモータは、株式会社エルファイ製の軸出力モニターＥＬ−ＦＩ  Ｍ２０を使用した。
【００１７】
銅盤での仕上げ研磨において、検知されたモータ軸定格負荷率を図２に示す。時間の経過と共に研磨油が少なくなり抵抗が大きくなるので、次第にモータのトルクが大きくなることが分かる。また、研磨の途中で研磨油を添加するとトルクが低下し、研磨剤を加えるとトルクが大きくなることが分かり、これらの変化が敏感に検出されている。終点付近でのトルクの値は、図２から分かるように、モータ軸定格負荷率として８０〜８５％で安定していた。
【００１８】
また、鉛盤での最終研磨において、検知されたモータ軸定格負荷率を図３に示す。この場合も同様に、研磨剤の添加によるトルクの変化が敏感に検出されていることが分かる。鉛盤での最終研磨における終点付近でのトルクの値は、図３から分かるように、モータ軸定格負荷率として７０〜７５％であった。これらの図３〜図４の結果から、研磨機のモータにかかるトルクの変化の信号を用いることで、研磨の終点判定が簡単に行えることが確認できた。
【００１９】
参考のために、鉛盤での最終研磨において焼付きが生じるまで過剰に研磨してみると、図３に示す正常な研磨の場合と異なり、焼付きの時点でモータ軸定格負荷率が図４に示すように８０％を越える値となった。従って、焼付き防止にもモータのトルクを検知する方法が有効であることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】研磨盤として鉛盤を用いた最終研磨工程を示す概略の断面図である。
【図２】銅盤での仕上げ研磨における本発明方法での終点判定に用いるモータ軸定格負荷率を示すグラフである。
【図３】鉛盤での最終研磨における本発明方法での終点判定に用いるモータ軸定格負荷率を示すグラフである。
【図４】鉛盤での最終研磨において焼付きを発生させた場合のモータ軸定格負荷率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１      試料
２      研磨盤
３      研磨剤
４      研磨油
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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