(57)【要約】      （修正有）【課題】フィルム状の対象物に対して、外力が加わらない非接触の状態を保持し、微細な削り作用をムラなく行えて平坦度を良好に得ることができ、表面処理を効率よく行えるフィルム状の対象物の表面処理方法を提供する。【解決手段】軸バイト２は先端に永久磁石２０を設けて磁界発生源とし、複数を配列させる。並び列は少なくとも２行を配列し、列方向から見た前後２者が、所定の重なりでズレ位置となる配列にする。研磨対象１には所定方向へ送る移動動作を行わせる。軸バイト２の並び列は駆動手段の駆動により、それぞれ回転等の運動動作を行わせるとともに、研磨対象１の送り経路に対して交差方向に往復移動を行わせる。研磨対象１と軸バイト２との間には磁気研磨液３を存在させ、当該液に生成した磁気クラスタ（磁気ブラシ）により流体研磨を行う。軸バイト２は配列した並び列の全体がひとつの工具として機能する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム状の対象物に対して軸バイトを非接触に対面させ、周辺に存在させた磁気ペーストを連動することにより微細な削り作用による表面処理を行うフィルム状の対象物の表面処理方法であって、
前記対象物には所定方向へ送る移動動作を行わせ、前記軸バイトは先端に磁界発生源を設けて複数を配列し、当該軸バイトの並び列は駆動手段の駆動により、それぞれ回転等の運動動作を行わせるとともに前記対象物の送り経路に対して交差方向に往復移動を行わせ、前記磁気ペーストは微細な削り作用を発揮する砥粒を混合しておき前記対象物と前記軸バイトとの間に存在させ、前記磁界発生源の磁界により前記磁気ペーストに時間的に定常的あるいは変動的な磁界を加えて非接触の微細な削り作用による表面処理を行うことを特徴とするフィルム状の対象物の表面処理方法。
【請求項２】
前記軸バイトの並び列に、前記対象物の送り経路に対して斜め方向での交差となる往復移動を行わせることを特徴とする請求項１に記載のフィルム状の対象物の表面処理方法。
【請求項３】
前記軸バイトの並び列は少なくとも２行を配列し、列方向から見た前後２者が所定の重なりでズレ位置となる配列であることを特徴とする請求項１あるいは２の何れか１項に記載のフィルム状の対象物の表面処理方法。
【請求項４】
フィルム状の対象物に対して軸バイトを非接触に対面させ、周辺に存在させた磁気ペーストを連動することにより微細な削り作用による表面処理を行うフィルム状の対象物の表面処理装置であって、
前記軸バイトは先端に磁界発生源を設けて複数を配列し、
当該軸バイトの並び列は駆動手段の駆動により、それぞれ回転等の運動動作を行わせるとともに前記対象物の送り経路に対して交差方向に往復移動を行わせるように設定し、
前記磁気ペーストは微細な削り作用を発揮する砥粒を混合しておき前記対象物と前記軸バイトとの間に存在させ、前記磁界発生源の磁界により前記磁気ペーストに時間的に定常的あるいは変動的な磁界を加えて非接触の微細な削り作用による表面処理を行えるようにした
ことを特徴とするフィルム状の対象物の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属リボンや樹脂フィルムなどフィルム状の対象物の表面処理方法及び表面処理装置に関するもので、より具体的には、フィルム状の対象物に対して、微細な削り作用のためのバイトの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属リボンや樹脂フィルムなど、薄膜で比較的に幅が大きいフィルム状の対象物にあっては、製造の際には表面性状の改質を行う表面処理が必要であり、その表面について研磨や洗浄および清浄等の表面処理が行われている。
【０００３】
表面処理の一つには鏡面仕上げがあり、上述したフィルム状の対象物でも重要な表面処理となる。つまり、部材表面の鏡面仕上げは外観の美しさを得ることはもちろん、コーティング等の仕上げ工程前の下地作りといった目的から重要となっている。
【０００４】
しかし、フィルム状の対象物は薄膜であるため、わずかな力ですぐにシワができ、扱いが難しいという問題がある。例えばポリッシングパッドなどの工具を研磨対象面に接触させる加工方法は、抑え力を加えることから対象物に大きな応力が生じ、鏡面仕上げの加工が適正には行えない。
【０００５】
鏡面仕上げが行い得る精密研磨の技術として、いわゆる磁気研磨法と呼ばれる技術がよく知られている。これは、磁性流体（ＭＦ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｌｕｉｄ）や磁気粘性流体（ＭＲＦ：Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｆｌｕｉｄ）を研磨粒子と混合させ、磁界により混合液を運動させることで研磨を行っている。
【０００６】
研磨バイトは、例えば図１に示すように、軸バイト２の先端に永久磁石２０を設け、軸部を駆動手段へ連係して回転等の運動動作を行わせている。
【０００７】
その研磨バイト（軸バイト２）の周りに磁気研磨液（ペースト材料）を付着させると、磁気吸引力によりＭＦやＭＲＦ中の強磁性粒子（例えば、鉄粒子），マグネタイト粒子が、多数凝集して磁気クラスタを形成する。この磁気クラスタは、磁束に沿うので研磨対象に対立して針状に多数が立ち並ぶ態様を採る。よって、磁気研磨液が軸バイト２に付着して磁気ブラシとなる。
【０００８】
磁気ブラシあるいは研磨対象が回転動作することにより、両者間の相対運動により磁気ブラシが研磨対象の表面を接触した状態で移動する。その結果、研磨対象の表面の凹凸は研磨粒子を伴う磁気ブラシが研磨し、より平滑な表面を得ることができ、非接触の流体研磨が行える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、磁気研磨法による場合、回転動作する軸バイト２は外周側と内周側とで周速の違いから研磨能力に差が生じ、図１のグラフに示すように、中心部位での研磨能力が極端に低い特性を示す。このため、微細な削り作用にムラができやすく、平坦度が悪化する問題がある。
【００１０】
また、フィルム状の対象物は薄膜である上に比較的に幅が大きいことから、磁気研磨法を単純に適用したのでは効率が上がらない問題があり、研磨に時間がかかり改善の要求がある。
【００１１】
この発明は上述した課題を解決するもので、その目的は、フィルム状の対象物に対して、外力が加わらない非接触の状態を保持し、微細な削り作用をムラなく行えて平坦度を良好に得ることができ、表面処理を効率よく行うことができるフィルム状の対象物の表面処理方法及び表面処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を達成するために、本発明に係るフィルム状の対象物の表面処理方法は、フィルム状の対象物に対して軸バイトを非接触に対面させ、周辺に存在させた磁気ペーストを連動することにより微細な削り作用による表面処理を行う方法であって、対象物には所定方向へ送る移動動作を行わせ、軸バイトは先端に磁界発生源を設けて複数を配列し、当該軸バイトの並び列は駆動手段の駆動により、それぞれ回転等の運動動作を行わせるとともに対象物の送り経路に対して交差方向に往復移動を行わせ、磁気ペーストは微細な削り作用を発揮する砥粒を混合しておき対象物と軸バイトとの間に存在させ、磁界発生源の磁界により磁気ペーストに時間的に定常的あるいは変動的な磁界を加えて非接触の微細な削り作用による表面処理を行う（請求項１）。
【００１３】
また、軸バイトの並び列には、対象物の送り経路に対して所定の斜め方向での交差となる往復移動を行わせる（請求項２）。
【００１４】
また、軸バイトの並び列は少なくとも２行を配列し、列方向から見た前後２者が所定の重なりでズレ位置となる配列にする（請求項３）。
【００１５】
本発明に係るフィルム状の対象物の表面処理装置は、フィルム状の対象物に対して軸バイトを非接触に対面させ、周辺に存在させた磁気ペーストを連動することにより微細な削り作用による表面処理を行うフィルム状の対象物の表面処理装置であって、前記軸バイトは先端に磁界発生源を設けて複数を配列し、当該軸バイトの並び列は駆動手段の駆動により、それぞれ回転等の運動動作を行わせるとともに前記対象物の送り経路に対して交差方向に往復移動を行わせるように設定し、前記磁気ペーストは微細な削り作用を発揮する砥粒を混合しておき前記対象物と前記軸バイトとの間に存在させ、前記磁界発生源の磁界により前記磁気ペーストに時間的に定常的あるいは変動的な磁界を加えて非接触の微細な削り作用による表面処理を行えるようにした。
【００１６】
したがって本発明では、磁気研磨のための軸バイトは複数を配列し、それぞれに回転等の運動動作を行わせるとともに、並び列の全体には対象物の送り経路に対して交差方向に往復移動を行わせるので、軸バイトの並び列は全体がひとつの工具として機能する。
【００１７】
軸バイトは複数を配列するので、その並び列では当然ながら非接触での削り作用の領域が広くなる。そして、対象物は送り移動させるので、軸バイトの並び列の往復移動と対象物の送り移動とを同期することにより、移動中の表面に対する削り作用が均一化するように制御できる。つまり、各軸バイトにおける周速の違いによるムラが生ぜず、広い領域について平坦度が高い研磨が行える。
【００１８】
また、軸バイトの並び列について、往復移動の方向を対象物の送り経路に対して所定の斜め方向とすることでは、角度方向が適正であれば、移動方向から見て隣り合う軸バイトに重畳部位ができるので、各軸バイトにおける研磨能力のムラを順次に補正するような削り作用の移動が行える。このため、対象物の送り移動は、軸バイトの並び列の往復移動に対して同期の範囲が広くなり、より速い速度に設定でき、効率を上げることができる。
【００１９】
また、軸バイトの並び列は少なくとも２行を配列し、列方向から見た前後２者が所定の重なりでズレ位置となる配列にすることでは、軸バイトの並び列は、磁気研磨（微細な削り）の際は単体特性を合成した特性を示し、列方向から見た前後２者が所定の重なりでズレ位置となる配列なので、単体特性がズレ位置で重なり、全体が発揮する特性は平坦になる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明では、磁気研磨のための軸バイトは複数を配列した並び列の全体がひとつの工具として機能し、その並び列では当然ながら非接触での削り作用の領域が広くなる。そして、対象物は送り移動させるので、軸バイトの並び列の往復移動と対象物の送り移動とを同期することにより、移動中の表面に対する削り作用が均一化するように制御できる。つまり、各軸バイトにおける周速の違いによるムラが生ぜず、広い領域について平坦度が高い研磨が行える。
【００２１】
したがって、フィルム状の対象物に対して、外力が加わらない非接触の状態を保持し、微細な削り作用をムラなく行えて平坦度を良好に得ることができる。その結果、表面処理を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施の形態）
図２（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態を示している。本形態において、微細な削り作用による表面処理を行う構成には磁界発生源（永久磁石２０）を有する軸バイト２を複数配列させて備え、研磨対象１に対して軸バイト２の並び列を非接触に対面させ、周辺に存在させた磁気ペースト（磁気研磨液３）を連動することにより微細な削り作用による表面処理を行うようになっている。
【００２３】
研磨対象１としては、金属リボンや樹脂フィルムなど、厚さ数十μｍから数百μｍ程度の薄膜で比較的に幅が大きいフィルム状の対象物を想定している。この研磨対象１には所定方向へ送る移動動作を行わせる。
【００２４】
軸バイト２は、先端に永久磁石２０を設けて磁界の発生源としている。ここでは複数の軸バイト２を、研磨対象１の送り移動の経路に沿って配列する。軸バイト２の並び列は、図示しない駆動手段の駆動により、それぞれ回転動作させるようになっている。そして回転動作に伴って、研磨対象１の送り経路に対して交差方向に往復移動を行わせる構成になっている。
【００２５】
それぞれの軸バイト２は、単純に同一方向の回転動作を行わせるのではなく、例えば正転，逆転の動作を繰り返す反転動作を行わせるなど、適宜な運動動作を行うようにしてもよい。駆動手段としては例えばＮＣ工作機を用いればよく、ボール盤，旋盤，ＮＣ旋盤，フライス盤などの回転軸（チャック部）に軸バイト２の軸部を取り付けし、着脱を行うようにする。
【００２６】
磁界発生源としては永久磁石２０に限らず、例えば電磁石などでも好ましく適用でき、磁気研磨液３に対して磁界を作用し得るものであればよい。磁界の発生は、時間的に定常的である必要はなく、時間的に変動的な磁界を発生させることでもよい。
【００２７】
また、軸バイト２の並び列には、研磨対象１の送り経路に対して所定の斜め方向での交差となる往復移動を行わせることもよい。例えば、図２（ｂ）に示す角度θの斜め方向での交差となる往復移動を行わせることができる。
【００２８】
磁気研磨液３は、磁性粒子および溶媒との２成分を含む。溶媒には植物油脂などを用いている。この磁気研磨液３は研磨対象１と軸バイト２との狭間へ供給手段により供給するようになっている。
【００２９】
磁性粒子としては、フェライト粒子や鉄粉等の金属粒子などを用いることができる。フェライト粒子は、酸化鉄を主成分とするセラミックスであり大半が強磁性を示し、磁化を持つため磁界をかけることで当該粒子は磁気クラスタを形成する。鉄粉等の磁化し得る金属粒子でも同様であり、磁界をかけることで当該粒子は磁気クラスタを形成する。そして、セラミックスであるフェライト粒子や鉄粉等の金属粒子は、研磨対象１のフィルム状の対象物に対しては十分に硬く、よって研磨のための砥粒として機能させることができ、磁気クラスタそのものが、微細な削り作用による表面処理を行うための磁気ブラシとなる。
【００３０】
軸バイト２の運動動作は上述したように、それぞれは単なる回転動作や正転，逆転を繰り返す反転動作など、所定の運動動作を行わせ、そして並び列には研磨対象１の送り経路に対して交差方向に往復移動を行わせる。このとき、軸バイト２の周辺には磁気研磨液３を供給しておき、研磨対象１は長手方向へ送り移動させる。
【００３１】
軸バイト２と研磨対象１との間には磁気研磨液３が存在し、当該磁気研磨液３はフェライト粒子や鉄粉など磁性粒子を含み、永久磁石２０により磁気研磨液３に時間的に定常的あるいは変動的な磁界が加わると磁気クラスタが生成する。つまり、磁気研磨液中のフェライト粒子や鉄粉など磁性粒子が、磁気吸引力により多数凝集して磁気クラスタとなる。そして前述したように、フェライト粒子や鉄粉など磁性粒子は研磨のための砥粒として機能し、磁気クラスタそのものが、微細な削りを行う磁気ブラシとなる。磁気ブラシは、磁束に沿って研磨対象１に対立して針状に多数が立ち並び、砥粒作用を行うフェライト粒子が研磨対象１の表面に抑えつけられる。このとき、軸バイト２と研磨対象１とは相対運動することから、フェライト粒子は研磨対象１の表面上を接触しつつ運動して微細な削りを行う。よって、非接触の微細な削り作用による表面処理を行うことができる。
【００３２】
このように、磁気研磨のための軸バイト２は複数を配列し、それぞれに回転等の運動動作を行わせるとともに、並び列の全体には研磨対象１の送り経路に対して交差方向に往復移動を行わせるので、軸バイト２の並び列は全体がひとつの工具として機能する。
【００３３】
軸バイト２は複数を配列するので、その並び列では当然ながら非接触での削り作用の領域が広くなる。そして、研磨対象１は送り移動させるので、軸バイト２の並び列の往復移動と研磨対象１の送り移動とを同期することにより、移動中の表面に対する削り作用が均一化するように制御できる。つまり、各軸バイト２における周速の違いによるムラが生ぜず、広い領域について平坦度が高い研磨が行える。
【００３４】
したがって、薄膜で比較的幅が大きいフィルム状の対象物に対して、外力が加わらない非接触の状態を保持し、微細な削り作用をムラなく行えて平坦度を良好に得ることができる。その結果、表面処理を効率よく行うことができる。
【００３５】
また、軸バイト２の並び列について、往復移動の方向を研磨対象１の送り経路に対して所定の斜め方向とすることでは、角度方向が適正であれば、移動方向から見て隣り合う軸バイト２に重畳部位ができるので、各軸バイト２における研磨能力のムラを順次に補正するような削り作用の移動が行える。このため、研磨対象１の送り移動は、軸バイト２の並び列の往復移動に対して同期の範囲が広くなり、より速い速度に設定でき、効率を上げることができる。
【００３６】
上述したように、磁気研磨液３は組成をフェライト粒子や鉄粉など磁性粒子および溶媒を含むものとするので、フェライト粒子や鉄粉など磁性粒子は、いわゆる磁気研磨において磁気クラスタを形成する機能と、研磨のための研磨材（砥粒）の機能を発揮することになる。すなわち、磁気クラスタそのものが、微細な削りを行う磁気ブラシとなり、砥粒であるフェライト粒子や鉄粉など磁性粒子は永久磁石２０の磁界により磁気ブラシ内に留まり染み出すことがない。したがって、加工面の汚染がなく、砥粒の減少がないため、微細な削り作用による表面処理を高効率に行うことができる。
【００３７】
そして、フェライト粒子や鉄粉など磁性粒子が磁化を持ち、これによる磁気クラスタそのものが研磨のための磁気ブラシとなるので、磁気バイトにつく磁気ブラシの付着度が高くなり、軸バイト２に連動する磁気ブラシのレスポンスが向上し、これによっても研磨効率が高くなる。
【００３８】
また、研磨対象１の表面に有機物などの汚れが付着している場合、有機物は当該研磨対象１と硬度が同程度であるため削り取ることが容易であり、フェライト粒子や鉄粉など磁性粒子による磁気ブラシの微細な削り作用によって簡単に除去することができ、研磨対象１の表面を傷つけることなく表面処理としていわゆる洗浄が行える。
【００３９】
（第２の実施の形態）
図３，図４は本発明の第２の実施の形態を示している。本形態において、微細な削り作用による表面処理を行う構成には磁界発生源（永久磁石２０）を有する軸バイト２を複数配列させて備えるが、軸バイト２の並び列は少なくとも２行を配列し、列方向から見た前後２者が、所定の重なりでズレ位置となる配列にする。第１実施形態と同様な構成には同一符号を付してあり、その説明を省略する。
【００４０】
この場合、軸バイト２の並び列は、磁気研磨（微細な削り）の際は図１の単体特性を合成した特性を示し、列方向から見た前後２者が所定の重なりでズレ位置となる配列なので、図４（ｂ）に拡大して示すように単体特性がズレ位置で重なり、全体が発揮する特性は図４（ｃ）に示すように平坦になる。すなわち、列方向である往復移動の方向から見て、隣り合う軸バイト２に重畳部位があることから、単に列方向への移動が各軸バイト２における研磨能力のムラを順次に補正するような削り作用の移動となる。このため、研磨対象１の送り移動は、軸バイト２の並び列の往復移動に対して同期の範囲が広くなり、より速い速度に設定でき、効率を上げることができる。
【００４１】
（実験による検証）
図３，図４に示す軸バイトの並び列により試料の研磨を行った。つまり、表面処理に関する本発明の効果を実証するため、所定の研磨条件において研磨対象の研磨を行い、研磨後の表面粗さＲａ（算術平均粗さ），Ｒｙ（最大粗さ）を評価した。
【００４２】
磁気研磨液３は組成として、鉄粉，植物油脂，樹脂剤とを用い、これらを均一に混合することにより調製した。
【００４３】
研磨対象１は、銅を圧延して形成した厚さ５０μｍ，幅２５ｍｍのフィルム状の対象物とし、その表面の研磨を行った。
【００４４】
軸バイト２は外径を８ｍｍとし、先端の永久磁石２０も同一外径８ｍｍとした。軸バイト２の並び列は先端（永久磁石２０）が研磨対象１に対して間隔１．０ｍｍで対面する高さ位置に調整し、各軸バイト２には回転数５００ｒｐｍの回転動作を行わせた。そして、軸バイト２の並び列には、研磨対象１の送り経路に対して交差方向に往復移動を行わせており、往復移動は研磨対象１の幅２５ｍｍに対して速度５ｍｍ／ｓｅｃで行わせた。このとき、研磨対象１には速度０．１ｍｍ／ｓｅｃの送り移動を行わせて長さ１２０ｍｍについて表面研磨を行うことにした。
【００４５】
つまり、研磨時間を２０分として測定を行ったところ、表面粗さについて図５に示す結果を得た。ここに、研磨前はＲａ＝０．１５９μｍ，Ｒｙ＝１．３３０μｍであったものが、研磨後はＲａ＝０．０２６μｍ，Ｒｙ＝０．１５５μｍとなったことを確認した。
【００４６】
図５から明らかなように、表面粗さは１／１０程度のレベルに得ており、表面の研磨を良好に行うことができる。その結果、鏡面仕上げ等の表面処理を効率よく良好に行えることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】磁気研磨のための軸バイトおよびその特性を示すグラフである。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す斜視図（ａ）およびその平面図（ｂ）である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す平面図である。
【図４】図３に示す軸バイトの並び列における特性（ａ）、および特性（ａ）の一部を拡大した特性（ｂ），（ｃ）である。
【図５】図３に示す軸バイトの並び列による研磨結果のグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１  研磨対象（対象物）
２  軸バイト
２０  永久磁石（磁界発生源）
３  磁気研磨液（磁気ペースト）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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