(57)【要約】【課題】一般的な研磨材を使用できると共に構成を簡略化でき、コストアップの抑制が可能な研磨材の劣化度評価技術の提供を課題とする。【解決手段】研削力の劣化度を評価すべき研磨材１０を水を含む状態で保持する保持部１１と、水を含む研磨材１０を乾燥させるための空気を導入する空気導入口１２と、研磨材１０から放出された水１３を排出する排水口１４と、を有する容器状のホルダ１５と、空気導入口１２から研磨材１０に空気を吹き付ける空気吹き付け手段１７と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削力の劣化度を評価すべき研磨材に水を含ませるステップと、
前記水を含んだ前記研磨材を乾燥させるステップと、
前記研磨材が乾燥するのに要する乾燥時間を測定するステップと、を含み、
前記研磨材が乾燥時間に基づいて前記研磨材の研削力の劣化度を評価する研磨材の劣化度評価方法。
【請求項２】
前記乾燥時間は、前記研磨材の色の変化に基づいて測定する請求項１に記載の研磨材の劣化度評価方法。
【請求項３】
前記研磨材を乾燥させるステップは、前記研磨材の予め定められた評価範囲に空気を吹き付けて乾燥させる請求項１または２に記載の研磨材の劣化度評価方法。
【請求項４】
研削力の劣化度を評価すべき研磨材を水を含む状態で保持する保持部と、前記水を含む前記研磨材を乾燥させるための空気を導入する空気導入口と、前記研磨材から放出された水を排出する排水口と、を有する容器状のホルダと、
前記空気導入口から前記研磨材に空気を吹き付ける空気吹き付け手段と、を備える研磨材の劣化度評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨材の劣化度評価方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、金属材料の顕微鏡組織試料（テストピース）を製造する場合、テストピースの表面を研磨材で研磨するのが普通である。研磨材は、主として紙や布などの基材に鋭角な炭化珪素（ＳｉＣ）塗粒を均一に密着した状態で接着剤によって固着したものが知られている。この研磨材は、研磨時間（使用時間）が長くなるほど研削力が劣化する。研削力が求められる値より劣化した研磨材は、別の研磨材に交換する必要がある。このとき、研磨材の研削力の低下した度合い（劣化度）を正確に評価することが好ましい。
【０００３】
従来、研磨材の劣化度を評価する技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。特許文献１の研磨パッドは、互いに異なる色を有する複数の層を有している。この技術では、研磨パッドの色の変化により、研削力の劣化度を評価できる。
【０００４】
また、特許文献２の研磨布の汚れ具合検知センサーの取り付け構造は、発光ダイオードの発光を研磨材の表面に照射し、その反射光をカラーセンサーで検出する。この技術では、反射光の色によって研磨材の劣化度を評価できる。
【特許文献１】特開平１０−１０００６２号公報
【特許文献２】特開２００３−０１９６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の特許文献１に記載の研磨パッドは、一般的な研磨材に代えて特殊な構造の研磨パッドを使用するので、研磨材に対するコストが嵩み、その上研磨パッドを使用するための設備が新たに必要になるため、コストアップになるという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の研磨布の汚れ具合検知センサーの取り付け構造は、発光ダイオード、カラーセンサーが必要であり、更にこれらの構成部品を使用するための設備が新たに必要になるため、構成が複雑となり、特許文献１と同様にコストアップになるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、一般的な構造の研磨材を使用でき、且つ設備の構成を簡略化でき、これによりコストアップを抑制できる研磨材の劣化度評価技術の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、本発明は、
研削力の劣化度を評価すべき研磨材に水を含ませるステップと、
前記水を含んだ前記研磨材を乾燥させるステップと、
前記研磨材が乾燥するのに要する時間を測定するステップと、を含み、
前記研磨材が乾燥するのに要する時間に基づいて前記研磨材の劣化度を評価する。
【０００９】
本発明によれば、研削力の劣化度を評価すべき研磨材に水を含ませ、この水を含んだ研磨材の乾燥する時間である乾燥時間に基づいて劣化度を評価するので、特殊な研磨材を使用することなく一般的な研磨材を使用でき、研磨材に対するコストアップを抑制できる。
【００１０】
ここで、前記乾燥時間は、前記研磨材の色の変化に基づいて計測することができる。研磨材の炭化珪素が脱落した部分に水を含む状態の色は、水を含まない乾燥状態における色と異なる。従って、研磨材の色の変化により水を含む状態か乾燥状態かを判断できる。
【００１１】
また、前記研磨材を乾燥させるステップは、前記研磨材の予め定められた評価範囲を乾燥させることができ、この場合は、研磨材全体を乾燥させる場合に比べて乾燥時間を短縮できる。
【００１２】
また、本発明は、
研削力の劣化度を評価すべき研磨材を水を含んだ状態で保持する保持部と、前記水を含む前記研磨材を乾燥させるための空気を導入する空気導入口と、前記研磨材から放出された水を排出する排水口と、を有する容器状のホルダと、
前記空気導入口から前記研磨材に空気を吹き付ける空気吹き付け手段と、を備える。
【００１３】
本発明によれば、容器状のホルダと、送風機及びノズルとで構成できるので、構成を簡略化できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、水を含む研磨材の乾燥時間に基づいて劣化度を評価するので、特殊な研磨材を使用することなく一般的な研磨材を使用でき、研磨材に対するコストアップを抑制できる。また、評価装置は、水を含んだ研磨材を保持するホルダと、研磨材に空気を吹き付ける例えば送風機及びノズルとによって構成できるので、構成を簡略化してコストアップを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）に係る研磨材の劣化度評価技術について説明する。なお、本実施形態は一実施例であり、本発明は実施形態の構成には限定されない。
【００１６】
図１は、本発明に係る研磨材の劣化度評価装置１を示す。なお、以下の説明では、劣化度評価装置１と呼ぶ。この劣化度評価装置１は、研削力の劣化度を評価すべき研磨材１０を水を含む状態で保持する保持部１１と、この水を含む研磨材１０を乾燥させるための空気を導入する空気導入口１２と、研磨材１０から放出された水分１３を排出する排水口１４とを有する容器状のホルダ１５と、空気導入口１２から研磨材１０に空気１６を吹き付ける空気吹き付け手段１７と、ホルダー１５の高さを調整する高さ調整部１８とを備えている。
【００１７】
次に、上記各構成要素について説明する。研磨材１０は、図２に示すように、紙又は布などの基材４０の表面に、鋭角な角を有する炭化珪素（ＳｉＣ）４１が接着剤によって均一に密集した状態で固着されている。本実施形態では、基材４０は円形の紙で形成されている。この研磨材１０は、一般的に紙ヤスリと呼ばれる。なお、研磨材１０に使用される基材４０は、和紙、クラフト紙、ラテックス処理紙、処理布などを例示できる。また、接着剤として、ニカワ、樹脂などを例示できる。
【００１８】
この研磨材１０は、炭化珪素４１の固着されている面の色が、未使用の部分と、使用後の部分とで相違する。これは、研磨材１０を研磨処理に使用した場合．使用した部分の炭化珪素４１が脱落し、基材４０が露出されるためである。
【００１９】
図３（ａ）は、本実施形態の研磨材１０の未使用状態を示し、図３（ｂ）は使用時間が
比較的短い（１分程度）場合の状態を示し、図３（ｃ）は使用時間が比較的長い（１０分程度）場合の状態を示す。ここでは、研磨材１０は、未使用部分すなわち炭化珪素４１が脱落してない部分の色が黒色、使用した部分すなわち炭化珪素４１が脱落した部分４２の色が灰色になる。また、使用時間が長いほど脱落した部分４２の面積が多くなる。
【００２０】
また、研磨材１０の使用した部分すなわち炭化珪素４１が脱落した部分４２の色は、水を含んでいる状態と乾燥状態とで相違する。本実施形態の研磨材１０は、未使用部分４１の色は、乾燥状態、及び水を含んだ状態で黒色である。また、使用した部分４２の色は、乾燥状態で灰色であるのに対して、水を含んだ状態では黒みを帯びる。なお、研磨材１０が乾燥状態であるか、水んだ状態であるかの判断は、乾燥状態と水を含んだ状態とで相違する各種の状態変化に基づいて行うこともできる。
【００２１】
図１のホルダ１５の保持部１１は、図４に示すように、四角形の板状に形成され、その表面側に研磨材１０を挿入する円形の凹部２２が設けられている。この保持部１１の上側には、断面が四角形で筒状の側壁部２４が設けられている。側壁部２４には、空気の吹き付けによって研磨材１０から放出された水分１３を排出するため、複数の排水口１４が設けられている。
【００２２】
この側壁部２４の上端には、断面が四角形の蓋２５が設けられている。この蓋２５は、着脱自在又は開閉自在に取り付けられている。蓋２５の中心部には、上記空気導入口１２が設けられている。この空気導入口１２は、図５に示すように、研磨材１０の予め定められた評価範囲Ｈに空気を吹き付けるようにするため、研磨材１０の直径Ｄ１より小さい直径Ｄ２を有している。なお、蓋２５を側壁部２４に固定し、側壁部２４に開閉ドアを設けて研磨材１０をホルダ１５内に挿入することもできる。
【００２３】
図１の空気吹き付け手段１７は、送風機などの空気供給手段３０と、空気噴出口３１を有するノズル３２と、空気供給手段３０とノズル３２とを接続する配管３３とを有している。空気供給手段３０は、供給空気量を調整可能に構成されている。また、高さ調整部１８は、ネジなどによってホルダー１５の高さを調整する。
【００２４】
次に、この研磨材の劣化度評価装置１による研磨材１０の劣化度評価方法について説明する。研磨材１０は、研磨作業中に基材４０に接着された炭化珪素４１の角が取れて丸みを帯びたり、炭化珪素４１の一部が欠落するなどの原因で研削力が低下する。
【００２５】
研磨材１０の使用時間は、研磨塗粒である炭化珪素４１のサイズ、研磨する相手側の材質、研磨時に加わる圧力（研磨圧力）、潤滑剤使用の有無等の研磨条件により多少の差は生じるが、数分から最大１時間程度である。なお、場合によっては、故意に研削力が低下した研磨材１０を使用する場合もある。
【００２６】
研磨材１０の劣化度の評価に際しては、まず、研磨材１０に水分を飽和状態まで含ませる。次に、研磨材１０を炭化珪素４１が固着されている面を上側に向けて、ホルダ１５の保持部１１における凹部２２内に挿入する。
【００２７】
次に、空気吹き付け手段１７のノズル３２から空気１６を噴出させて、空気導入口１２から研磨材１０に吹き付ける。ノズル３２から噴出させる空気１６の風量および圧力は、研磨材１０の種類に応じて予め定められた値とする。
【００２８】
このようにして、研磨材１０に空気１６を吹き付けている間に、目視によって研磨材１０における評価範囲Ｈの色の変化を識別し、評価範囲Ｈが乾燥したか否かを判断する。そして、空気１６を吹き付けてから、研磨材１０の評価範囲Ｈ全体が乾燥するまでに要する
乾燥時間を測定する。次に、予め取得した乾燥時間と研削力との関係に基づいて、計測した乾燥時間に対する研削力を求める。これにより、研磨材１０の劣化度を評価する。なお、研削力とは、非研磨物における研磨面の厚さが単位時間当たりに減少する量である。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明に係る研磨材の劣化度評価方法の実施例について説明する。本実施例では、金属顕微鏡組織試料を得るために、直径２００ｍｍの回転治具に、直径２００ｍｍ、粒度♯２２０、耐水研磨性を有する研磨材１０を貼り付け、試料保持具にセットされた試料を研磨材１０の上方に配置する。そして、回転治具を回転させることにより研磨材１０を回転させ、試料を予め定められた圧力（研磨圧力）で研磨材１０に押し当てる。
【００３０】
試料は、１０ｍｍ角に切断した鉄系材料を直径４０ｍｍの埋め込みカップに入れ、埋め込みカップと鉄系材料との間に埋め込み樹脂を流し込み、埋め込み樹脂が硬化した後、埋め込みカップを除去することにより、鉄系材料を埋め込み樹脂で包含したものを３個使用した。
【００３１】
また、ホルダ１５の空気導入口１２の直径Ｄ２＝１５０ｍｍである。空気噴出口３１の口径ｄ＝１５ｍｍである。また、ノズル３２から噴出される空気１６の風量Ｑ＝２．５ｍ3／分である。研磨条件は、研磨圧力Ｐ＝２０Ｎ、試料の研磨面積Ａ＝π×（２０ｍｍ）2×３（個）、潤滑剤は水（水道水など）、回転治具の回転数Ｎ＝１５０ｒｐｍである。研磨時間ｔ＝０分，０．５分、１分、１０分、３０分、６０分の４種類である。
【００３２】
なお、この場合、空気噴出口３１の口径ｄ＝５〜５０ｍｍが好ましい。また、ノズル３２から噴出される空気１６の風量Ｑ＝０．１〜５ｍ3／分が好ましく、１．０〜５．０ｍ3／分がより好ましく、１．０〜３．０ｍ3／分が更に好ましい。
【００３３】
劣化度の評価処理は、まず、研磨材１０によって試料を４種類の研磨時間で研磨し、研磨材１０全体を水洗いして、研磨材１０全体に水を飽和状態まで付着させる。次に、この水を含んだ研磨材１０を劣化度評価装置１における保持部１１にセットする。次に、空気吹き付け手段１７によって、研磨材１０の主として評価範囲Ｈ（図５参照）に空気１６を吹き付け、研磨材１０の評価範囲Ｈがほぼ完全に乾燥するまでの乾燥時間を測定した。
【００３４】
図６は、研磨材１０の研磨時間（使用時間）と、乾燥時間及び研削力の関係を示す。なお、研削力は試料の厚さに対する単位時間（１分）当たりの減少量（μｍ）である。図６から分かるように、研磨時間が０から１０分程度の間では、乾燥時間及び研削力の単位時間当たりの変化量が大きく、研磨時間が１０分を超えると乾燥時間及び研削力の単位時間あたりの変化量が非常に小さくなる。
【００３５】
この結果から、研磨時間が０〜１０分程度の範囲では、研磨材１０の乾燥時間に基づいて研磨材１０の研削力の減少量（劣化度）をほぼ正確に評価できることが分かる。実際に研磨材１０の劣化度を評価する場合は、研磨材１０の種類毎に乾燥時間と研削力との関係を求めておき、この関係に基づいて計測した乾燥時間に対する研削力を求めることにより研磨材１０の劣化度を評価する。これにより、研磨材１０の劣化度を評価する作業員などが変わっても、研磨材１０の劣化度を適正に且つ短時間で評価し、研磨材１０の交換時期などを適切に判断できる。
【００３６】
このように、本発明によれば、研磨材１０の乾燥時間に基づいて研磨材１０の劣化度を評価するので、特殊な研磨材を使用することなく一般的な研磨材１０を使用できると共に、評価装置１の構成を簡略化でき、コストアップを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る研磨材の劣化度評価装置を示す断面図である。
【図２】本発明に係る研磨材、及び評価範囲の一例を示す平面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明に係る研磨材のみ使用状態を示す図、図３（ｂ）は使用時間が短い場合の状態を示す図、図３（ｃ）は使用時間が比較的長い場合の状態を示す図である。
【図４】本発明に係る実施形態のホルダを示す断面図である。
【図５】本発明に係る実施形態のホルダを示す上面図であり、図４のＡ矢視図である。
【図６】本発明に係る実施形態の研磨材の研磨時間と、乾燥時間及び研削力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  劣化度評価装置
１０  研磨材
１１  保持部
１２  空気導入口
１３  水分
１４  排水口
１５  ホルダ
１６  空気
１７  空気吹き付け手段
１８  高さ調整部
２２  凹部
２４  側壁部
２５  蓋
３０  空気供給手段
３１  空気噴出口
３２  ノズル
３３  配管
４０  研磨材の基材
４１  研磨材の炭化珪素（未使用部分）
４２  研磨材の使用部分（炭化珪素が脱落した部分）
【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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