(57)【要約】【課題】  非接触での磁気研磨を行う際に使用する磁気ペーストを構成する適切な溶媒をみつけること【解決手段】 研磨バイト２には先端に永久磁石２０を設けて磁場発生源とし、研磨対象１に対して研磨バイト２が非接触に対面する配置とし、砥粒を混合してある磁気ペースト４を周辺に存在させ、駆動手段を起動することで研磨バイト２には所定の運動動作を行わせ、磁気ペースト４に生成した磁気クラスタにより流体研磨を行う。磁気ペースト４が、磁性粒子と、フェライト粒子と、研磨粒子と、樹脂粒子の４成分のうちの少なくとも１つの成分からなる砥粒と、溶媒を有し、溶媒は、研磨対象１との接触角が４０°未満（鏡面仕上げのためには２０°以下）とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物に対して磁界発生源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し、磁界により生じた粒子集団の微細な削り作用による表面処理を行う表面処理方法であって、
前記磁気ペーストが、前記処理対象物との接触角が４０°未満の溶媒を有することを特徴とする表面処理方法。
【請求項２】
処理対象物に対して磁界発生源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し、磁界により生じた粒子集団の微細な削り作用による表面処理を行う表面処理方法であって、
前記磁気ペーストが、磁性粒子と、フェライト粒子と、研磨粒子と、樹脂粒子の４成分のうちの少なくとも１つの成分と、溶媒を有し、
前記溶媒は、前記処理対象物との接触角が４０°未満であることを特徴とする表面処理方法。
【請求項３】
前記接触角は、２０度以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の表面処理方法。
【請求項４】
前記磁気ペーストは、前記溶媒中に、溶媒に不溶な樹脂を均一に混合したものを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表面処理方法。
【請求項５】
表面処理を行うために、処理対象物と非接触に対面する磁界発生源の周辺に存在させ、磁場の作用により連動させるペースト材料であって、
前記処理対象物との接触角が４０°未満の溶媒を有して構成されることを特徴とするペースト材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界の作用により連動して流動する磁気研磨液（ペースト材料）を用いて、金属材料や樹脂材料等の処理対象物の表面を処理する表面処理方法及びそれに用いるペースト材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の材料の表面を研磨したり、鏡面仕上げしたりするための技術の一つとして、いわゆる磁気研磨法と呼ばれる技術がある。この磁気研磨法は、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。
【０００３】
研磨バイトには永久磁石を備えて磁界発生源とし、その研磨バイト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、磁気研磨液が研磨バイトに付着して磁気ブラシとなる。
【０００４】
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。
【０００５】
この種の磁気研磨法を実施する際に使用するペースト材料として、例えば特許文献１には、アルミニウムやその合金など、比較的に軟らかい軟性金属材料の対象物に対して緻密な削り作用による表面処理を行うためのペースト材料が開示されている。また， 特許文献２には、樹脂材料などの表面処理が困難な部材であっても高度に鏡面仕上げを行うことができ、緻密な削り作用による表面処理の作業を高効率に行うことができるペースト材料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２５４１０６
【特許文献２】特開２００８−２４８２０５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
今までのペースト材料の開発としては、主に磁気クラスタを構成する粒子の改良が行われている。すなわち、一般的な磁気研磨に用いられる研磨粒子には、アルミナ等の非磁性粒子を用いている。しかし、係る研磨粒子を用いて、そのままアルミニウムなどの軟性金属材料や、樹脂材料などの軟らかい材料の表面処理をすると、研磨粒子のエッジにより処理対象物の表面に傷を付けてしまい、白濁化を招く。そのため、一般的に用いられるペースト材料を用いた磁気研磨法は、軟らかい材料に対する表面処理ができないという問題がある。係る問題を解決するために、特許文献１，２では、研磨粒子として、フェライトや鉄粉を用いるようにしている。
【０００８】
特許文献１，２に開示されたペースト材料の溶媒は、植物油脂が用いられている。今まで、溶媒については研究開発がされていないという課題がある。そして、本発明者らの研究により、同じ研磨粒子を用いても、混合する溶媒によって表面処理結果の良否に差が出ることを知得した。そこで、磁気研磨液（ペースト材料）を用いた表面処理を行うために、より適切な溶媒を求めたいという課題が生じた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の表面処理方法は、（１） 処理対象物に対して磁界発生源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し、磁界により生じた粒子集団の微細な削り作用による表面処理を行う表面処理方法であって、前記磁気ペーストが、前記処理対象物との接触角が４０°未満の溶媒を有することとした。
【００１０】
（２）処理対象物に対して磁界発生源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し、磁界により生じた粒子集団の微細な削り作用による表面処理を行う表面処理方法であって、前記磁気ペーストが、磁性粒子と、フェライト粒子と、研磨粒子と、樹脂粒子の４成分のうちの少なくとも１つの成分と、溶媒を有し、前記溶媒は、前記処理対象物との接触角が４０°未満とした。
【００１１】
表面処理は、一般的に行われる研磨処理や、鏡面処理などがある。処理対象物は、実施形態では、樹脂や金属である。従来、溶媒についてはあまり検討されず、今回、表面処理をより効率よく適切に行うために必要な溶媒の評価を行った。そして、濡れ性を表す接触角を評価パラメータとして検証した結果、実験結果より、比較的短時間（実用的な研磨時間）で所望の研磨結果が得られる（表面粗さが小さくなる）ようにするための接触角は、４０°未満がよいことがわかった。なお、従来溶媒として用いられている樹脂製溶媒の接触角は、４０度よりも大きいことが合わせて確認できた。
【００１２】
そして、接触角は、小さいほど研磨が良好に行える。これは、研磨を行うと、研磨削りカスが発生するが、濡れ性が良いと（接触角が小さい）、研磨時の溶媒が染み出し、削りカスを外（研磨部分ではない所）へ除外することができる。よって、濡れ性が良いと、削り粉を含むことがほとんどないまま、研磨が可能であるため、接触角が小さいほど研磨力が高くなる。このように、接触角が４０度未満（小さいほどよい）であることが重要であり、ペースト材料を構成する溶媒以外の成分構成は任意であり、（２）で列挙したものに限られるものでもない。
【００１３】
（３）前記接触角は、２０度以下であるとよりよい。上記の通り、接触角は小さいほど研磨力が高くなり、２０度以下になると鏡面研磨が可能となる。
【００１４】
（４）前記磁気ペーストは、前記溶媒中に、溶媒に不要な樹脂を均一に混合したものを用いるとよい。
【００１５】
（５）本発明のペースト材料は、表面処理を行うために、処理対象物と非接触に対面する磁界発生源の周辺に存在させ、磁場の作用により連動させるペースト材料であって、
前記処理対象物との接触角が４０°未満の溶媒を有して構成されるとよい。
【００１６】
また、本発明のペースト材料は、表面処理を行うために、処理対象物と非接触に対面する磁界発生源の周辺に存在させ、磁場の作用により連動させるペースト材料であって、磁性粒子と、フェライト粒子と、研磨粒子と、樹脂粒子の４成分のうちの少なくとも１つの成分と、溶媒を有し、前記溶媒は、前記処理対象物との接触角が４０°未満とすることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、接触角を用いて規定される適切な溶媒を用いてペースト材料を製造することができ、そのペースト材料を用いて行う表面処理は、表面粗さを小さくすることができ研磨・鏡面仕上げ・付着物の除去などを短時間できれいに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に用いられる磁気研磨装置の一例を示す図である。
【図２】接触角を説明する図である。
【図３】アクリル試料での接触角角度と表面粗さＲａの関係を示すグラフである。
【図４】ポリカーボネート試料での接触角角度と表面粗さＲａの関係を示すグラフである。
【図５】銅試料での接触角角度と表面粗さＲａの関係を示すグラフである。
【図６】真鍮試料での接触角角度と表面粗さＲａの関係を示すグラフである。
【図７】アルミニウム試料での接触角角度と表面粗さＲａの関係を示すグラフである。
【図８】ＳＵＳ３０３試料での接触角角度と表面粗さＲａの関係を示すグラフである。
【図９】ＳＴＡＶＡＸ試料での接触角角度と表面粗さＲａの関係を示すグラフである。
【図１０】ＮＡＫ８０試料での接触角角度と表面粗さＲａの関係を示すグラフである。
【図１１】アルミニウム試料での接触角角度と表面粗さRaの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明の好適な一実施形態に用いられる磁気研磨装置の一例を示している。本発明に係るペースト材料は、いわゆる磁気研磨に使用し、磁気研磨において緻密な削り作用を発揮させることで、軟性金属材料・樹脂材料その他の各種の材料からなる対象物の表面について研磨処理はもちろんのこと、鏡面仕上げや汚れ（付着物）の除去が行えるようになっている。
【００２０】
磁気研磨を行う構成には磁界発生源（永久磁石２０）を有する研磨バイト２を備え、研磨対象１はｙ軸ステージ３に固定し、その研磨対象１に対して研磨バイト２が非接触に対面する配置とし、研磨対象１との間にペースト材料（磁気研磨液４）を存在させ、研磨バイト２にはこれと連係させた駆動手段５を起動することにより所定の運動動作を行わせ、そしてｙ軸ステージ３を起動することにより研磨対象１にはｙ軸について所定の運動動作を行わせ、磁気研磨液４に生成した磁気クラスタにより流体研磨を行うようになっている。
【００２１】
研磨対象１は、アクリル、ポリカーボネイト、ＡＢＳ等の樹脂材料や、銅、真鍮、アルミニウム、ステンレス等の金属材料などがある。この研磨対象１に対し、磁気研磨装置を用いて研磨処理することで、表面を研磨したり鏡面仕上げをしたりする。また、研磨対象１の表面に有機系の付着物が付着して汚れている場合、磁気研磨と同様の手順・作用で当該付着物を除去できる。研磨としているが、洗浄としても使用できる。鏡面仕上げは、より微細な研磨の一つととらえることができる。
【００２２】
研磨バイト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。磁界発生源としては永久磁石２０に限らず、例えば電磁石なども好ましく適用でき、磁気研磨液４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もよい。
【００２３】
駆動手段５は、少なくともｘ軸，ｚ軸について多軸制御の機能を有するものとし、当該駆動手段５を起動することにより研磨バイト２には回転動作およびｘ軸，ｚ軸について所定に移動する運動動作を行わせる。もちろん、一軸方向に往復運動させるようにしてもよい。駆動手段５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）に研磨バイト２の軸部を取り付けし、着脱を行うようにする。
【００２４】
磁気研磨液４は、磁性を有する粒子および溶媒との２成分を含む。この磁気研磨液４は研磨対象１と研磨バイト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。磁性を有する粒子は、磁界をかけることで磁気クラスタを形成する。この粒子としては、適切に磁化し得る金属材料・フェライト材料等を用いることができ、研磨対象１に比べて一般に硬い部材となる。よって、粒子は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、緻密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。
【００２５】
例えば、磁気研磨液４は、磁性を帯びた金属粒子を溶媒中に分散した金属ペーストにより構成できる。この場合の金属粒子は、還元法やアトマイズ法により製造される金属粉を用いると、各粒子の外表面は球形をしているためエッジか無く、研磨力が弱いので、好ましくは、機械粉砕により作製した金属粉を使用すると良い。金属材料は、安価かつ入手が容易という点で鉄が好ましいが、これに限るものではない。フェライト粒を用いる場合も、同様に機械粉砕したものを用いると良い。
【００２６】
また、このように磁気クラスタそのものに砥粒の機能を持たせるものに限ることはなく、別途所定の研磨粒子を混在してももちろん良い。さらに粒子は、上記の粒子に替えて或いはそれに加えて、樹脂粒子を用いることもできる。換言すると、磁性粒子と、フェライト粒子と、研磨粒子と、樹脂粒子の４成分のうち、いずれか１つ或いは任意の組み合わせの複数成分の混合体を用いることができる。
【００２７】
また、研磨力の大きさは、磁気研磨液４に加える磁界により形成される磁気ブラシの強さに影響を受ける。この強さの要因の一つとして、印加する磁界の強さ・磁性粒子の形状はもとより、粒子の磁化及び粒子径がある。そして、磁化は体積磁化（４μＭ）にて１５ｋＧ以上の飽和磁化である必要があり、強ければ強いほどよい。また、粒子径は、小さすぎると研磨できなくなり、大きすぎるとキズを付けるため、１０〜３００μｍの範囲内にすると良い。より好ましくは、粒子径は、３０〜１００μｍの範囲内とすることである。
【００２８】
本実施形態の溶媒は、材質としては各種のものを用いることができるが、研磨対象１との接触角が４０°よりも小さい条件を満たす必要があり、より好ましくは、２０°以下にすることである。これらの接触角の条件は、以下に示す実験結果によっても実証される。図２に示すように、研磨対象１の上に溶媒７を滴下すると、表面張力により球面状に盛り上がった形状となる。そして、接触角θは、研磨対象１の表面と、溶媒７の外周面の接線Ｓとのなす角θである。この接触角であるが、研磨対象１の表面を洗浄等してゴミを除去した状態でのものである。
【実施例】
【００２９】
本発明の効果を実証するため、以下に示す実験を行った。実施例として研磨について記載したが、メカニズムは同じであるため同様にして汚れである有機系付着物の除去も可能である。まず、実験に使用した研磨試料の一例として、樹脂試料（アクリル、ポリカーボネイト）と、金属試料（銅、真鍮、アルミニウム、ステンレス、鋼材）を用意し、溶媒を変えた磁気研磨液を用いて表１に示す研磨条件にしたがって研磨し、研磨開始前と研磨後における研磨試料の表面粗さを測定して溶媒の相違による評価を行った。なお、研磨処理条件は、研磨試料の材質により適宜変更したが、同一材質の研磨試料については、同じ研磨処理条件で実験を行った。研磨に用いる磁気研磨液は、磁性を帯びた金属粒子を溶媒中に分散した金属ペーストであり、溶媒のみ変更した。
【００３０】
接触角の測定は、協和界面科学株式会社製の自動接触角計（Ｍｏｄｅｌ  ＤＭ５００）を使用し、液滴法により溶媒を２μｌだけ研磨試料の表面に滴下し、θ／２法により測定した。測定までの待ち時間は、１０００ｍｓとした。この測定条件は、全ての溶媒に対し、樹脂材料と金属材料のいずれも同じである。表面粗さの測定は、ＫＥＹＥＮＣＥ製のレーザー顕微鏡を用い、水平距離測定で、測定幅が９４５．２５２μｍ、ＪＩＳ１９９４規格に従い、Ｒａ（中心線の平均粗さ）を求めた。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
＜アクリル試料＞
樹脂試料の１つであるアクリル試料に対し、下記表２に示すように６種類の接触角の異なる溶媒を用いて製造した磁気研磨液を用い、表１に示す同一の研磨条件で研磨処理を行った。その結果、接触角が小さいほど研磨後の表面粗さＲａは、小さくなった。この結果をグラフに示したのが、図３である。図３に示すように、接触角と表面粗さの関係は、直線で示すような相関関係があることが確認できた。また、図中点線で示す表面粗さ３．３８μｍは、研磨前の値である。この研磨前の表面粗さの値は、各試料の研磨前の表面粗さＲａの平均をとったものである。この実験結果によれば、接触角が５５．６°（サンプル３）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａから大きくなるので、磁気研磨液としては不可といえる。また、接触角が４５．８°（サンプル６）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａは小さくなるもののその差は僅かであり、十分研磨処理ができたと言い難い。これに対し、サンプル１，２，４，５の４種類の溶媒は、いずれも表面粗さが研磨前よりも十分小さくなっていることが確認できる。また、図３から見ると、４０°よりも小さくなると、初期状態から２０％程度表面粗さが小さくなるといえる。
【００３３】
【表２】
2012035400.tif 000004
【００３４】
＜ポリカーボネート（ＰＣ）＞
樹脂試料の１つであるポリカーボネート試料に対し、下記表３に示すように６種類の接触角の異なる溶媒を用いて製造した磁気研磨液を用い、表１に示す同一の研磨条件（ＰＣ）で研磨処理を行った。その結果、接触角が小さいほど研磨後の表面粗さＲａは、小さくなった。この結果をグラフに示したのが、図４である。図４に示すように、接触角と表面粗さの関係は、直線で示すような相関関係があることが確認できた。また、図中点線で示す表面粗さ４．５８μｍは、研磨前の値である。この研磨前の表面粗さの値は、各試料の研磨前の表面粗さＲａの平均をとったものである。この実験結果によれば、接触角が５８．６°（サンプル６）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａから大きくなるので、磁気研磨液としては不可といえる。また、接触角が４７．９°（サンプル５）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａは小さくなるもののその差は僅かであり、十分研磨処理ができたと言い難い。これに対し、サンプル１〜４の４種類の溶媒は、いずれも表面粗さが研磨前よりも十分小さくなっていることが確認できる。また、図４から見ると、４０°よりも小さくなると、初期状態から１０％程度表面粗さが小さくなるといえる。
【００３５】
【表３】
2012035400.tif 000005
【００３６】
＜銅試料＞
金属試料の１つである銅試料に対し、下記表４に示すように４種類の接触角の異なる溶媒を用いて製造した磁気研磨液を用い、表１に示す同一の研磨条件で研磨処理を行った。その結果、接触角が小さいほど研磨後の表面粗さＲａは、小さくなった。この結果をグラフに示したのが、図５である。図５に示すように、接触角と表面粗さの関係は、直線で示すような相関関係があることが確認できた。また、図中点線で示す表面粗さ０．５８μｍは、研磨前の値である。この研磨前の表面粗さの値は、各試料の研磨前の表面粗さＲａの平均をとったものである。この実験結果によれば、接触角が５７．１°（サンプル３）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａから大きくなるので、磁気研磨液としては不可といえる。また、接触角が４８．３°（サンプル４）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａは小さくなるもののその差は僅かであり、十分研磨処理ができたと言い難い。これに対し、サンプル１，２の２種類の溶媒は、いずれも表面粗さが研磨前よりも十分小さくなっていることが確認できる。また、図５から見ると、４０°よりも小さくなると、初期状態から１０％程度表面粗さが小さくなるといえる。
【００３７】
【表４】
2012035400.tif 000006
【００３８】
＜真鍮試料＞
金属試料の１つである真鍮試料に対し、下記表５に示すように５種類の接触角の異なる溶媒を用いて製造した磁気研磨液を用い、表１に示す同一の研磨条件で研磨処理を行った。その結果、接触角が小さいほど研磨後の表面粗さＲａは、小さくなった。この結果をグラフに示したのが、図６である。図６に示すように、接触角と表面粗さの関係は、直線で示すような相関関係があることが確認できた。また、図中点線で示す表面粗さ２．１２μｍは、研磨前の値である。この研磨前の表面粗さの値は、各試料の研磨前の表面粗さＲａの平均をとったものである。この実験結果によれば、接触角が５６．４°（サンプル４）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａから大きくなるので、磁気研磨液としては不可といえる。また、接触角が４４．４°（サンプル３）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａは小さくなるもののその差は僅かであり、十分研磨処理ができたと言い難い。これに対し、サンプル１，２，５の３種類の溶媒は、いずれも表面粗さが研磨前よりも十分小さくなっていることが確認できる。また、図６から見ると、４０°よりも小さくなると、初期状態から２０％程度表面粗さが小さくなるといえる。
【００３９】
【表５】
2012035400.tif 000007
【００４０】
＜アルミニウム試料＞
金属試料の１つであるアルミニウム試料に対し、下記表６に示すように１１種類の接触角の異なる溶媒を用いて製造した磁気研磨液を用い、表１に示す同一の研磨条件で研磨処理を行った。その結果、接触角が小さいほど研磨後の表面粗さＲａは、小さくなった。この結果をグラフに示したのが、図７である。図７に示すように、接触角と表面粗さの関係は、直線で示すような相関関係があることが確認できた。また、図中点線で示す表面粗さ２．９μｍは、研磨前の値である。この研磨前の表面粗さの値は、各試料の研磨前の表面粗さＲａの平均をとったものである。この実験結果によれば、接触角が５３°（サンプル１０）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａから大きくなるので、磁気研磨液としては不可といえる。また、接触角が５０°（サンプル９）の溶媒を用いたものでは、研磨前と表面粗さＲａはほぼ同じであり、十分研磨処理ができたと言い難い。これに対し、サンプル１〜８の８種類の溶媒は、いずれも表面粗さが研磨前よりも十分小さくなっていることが確認できる。また、図７から見ると、４０°よりも小さくなると、初期状態から２０％程度表面粗さが小さくなるといえる。
【００４１】
【表６】
2012035400.tif 000008
【００４２】
＜ステンレス試料＞
金属試料の１つであるＳＵＳ３０３（ステンレス）試料に対し、下記表７に示すように５種類の接触角の異なる溶媒を用いて製造した磁気研磨液を用い、表１に示す同一の研磨条件で研磨処理を行った。その結果、接触角が小さいほど研磨後の表面粗さＲａは、小さくなった。この結果をグラフに示したのが、図８である。図８に示すように、接触角と表面粗さの関係は、直線で示すような相関関係があることが確認できた。また、図中点線で示す表面粗さ２．７３μｍは、研磨前の値である。この研磨前の表面粗さの値は、各試料の研磨前の表面粗さＲａの平均をとったものである。この実験結果によれば、接触角が５１．９°（サンプル４）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａから大きくなるので、磁気研磨液としては不可といえる。また、接触角が４７．８°（サンプル３）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａは小さくなるもののその差は僅かであり、十分研磨処理ができたと言い難い。これに対し、サンプル１，２，５の３種類の溶媒は、いずれも表面粗さが研磨前よりも十分小さくなっていることが確認できる。また、図８から見ると、４０°よりも小さくなると、初期状態から２０％程度表面粗さが小さくなるといえる。
【００４３】
【表７】
2012035400.tif 000009
【００４４】
＜ＳＴＡＶＡＸ（ステンレス系プラスチック金型用鋼）＞
金属試料の１つであるＳＴＡＶＡＸ試料に対し、下記表８に示すように５種類の接触角の異なる溶媒を用いて製造した磁気研磨液を用い、表１に示す同一の研磨条件で研磨処理を行った。その結果、接触角が小さいほど研磨後の表面粗さＲａは、小さくなった。この結果をグラフに示したのが、図９である。図９に示すように、接触角と表面粗さの関係は、直線で示すような相関関係があることが確認できた。また、図中点線で示す表面粗さ３．２７μｍは、研磨前の値である。この研磨前の表面粗さの値は、各試料の研磨前の表面粗さＲａの平均をとったものである。この実験結果によれば、接触角が５３．６°（サンプル５）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａから大きくなるので、磁気研磨液としては不可といえる。また、接触角が４９．５°（サンプル４）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａは小さくなるもののその差は僅かであり、十分研磨処理ができたと言い難い。これに対し、サンプル１〜３の３種類の溶媒は、いずれも表面粗さが研磨前よりも十分小さくなっていることが確認できる。また、図９から見ると、４０°よりも小さくなると、初期状態から２０％程度表面粗さが小さくなるといえる。
【００４５】
【表８】
2012035400.tif 000010
【００４６】
＜ＮＡＫ８０（プリハードン系プラスチック金型用鋼）＞
金属試料の１つであるＮＡＫ８０試料に対し、下記表９に示すように６種類の接触角の異なる溶媒を用いて製造した磁気研磨液を用い、表１に示す同一の研磨条件で研磨処理を行った。その結果、接触角が小さいほど研磨後の表面粗さＲａは、小さくなった。この結果をグラフに示したのが、図１０である。図１０に示すように、接触角と表面粗さの関係は、直線で示すような相関関係があることが確認できた。また、図中点線で示す表面粗さ２．６４μｍは、研磨前の値である。この研磨前の表面粗さの値は、各試料の研磨前の表面粗さＲａの平均をとったものである。この実験結果によれば、接触角が５３．９°（サンプル６）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａから大きくなるので、磁気研磨液としては不可といえる。また、接触角が４８．６°（サンプル５）の溶媒を用いたものでは、研磨前よりも表面粗さＲａは小さくなるもののその差は僅かであり、十分研磨処理ができたと言い難い。これに対し、サンプル１〜３の３種類の溶媒は、いずれも表面粗さが研磨前よりも十分小さくなっていることが確認できる。また、図１０から見ると、４０°よりも小さくなると、初期状態から２０％程度表面粗さが小さくなるといえる。
【００４７】
【表９】
2012035400.tif 000011
【００４８】
上述した通り、樹脂試料及び金属試料の接触角測定と表面粗さＲａとの関係の結果より、前記結果に相関関係があることがわかる。いずれの試料を用いた場合でも、溶媒の接触角が５０°以下であれば研磨が可能であることが分かる。そして、接触角が小さくなるほど、良好な研磨結果が得られる。これらの傾向は、磁気研磨液を構成する溶媒以外の成分を変えても同様である。
【００４９】
さらに接触角と、表面粗さの関係を調べるため、アルミニウム試料に対し表１０に示す研磨条件で研磨処理を行い、アルミニウム試料に対する各接触角に対する時間ごとの表面粗さを測定した。使用した溶媒は、接触角が９．９°，１７．５°，３１°，４０°の４種類である。図１１に示すように、研磨時間が３００秒以降は、表面粗さ結果に大きな変動が見られずに飽和することが確認できる。
【００５０】
【表１０】
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【００５１】
一般的な加工機を使用すると加工痕が残るが、１μｍ以下まで研磨できれば加工痕が目立たなくなるため、４０°よりも小さい接触角の研磨液を使用するのが好ましい。さらに、Ｒａ＝０．５μｍ以下の鏡面状態にすることができる接触角２０°以下がより好ましい。
【符号の説明】
【００５２】
１  研磨対象
２  研磨バイト
２０  永久磁石
３  ｙ軸ステージ
４  磁気研磨液（ペースト材料）
５  溶媒
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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