JPH0493168A - 研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ステンレススチール等の曲面や角部を有する
被研磨物をスクラッチのない鏡面に研磨することができ
る研磨方法に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕近年、
時計ケース、眼鏡フレーム、更に洋食器、ボッＩ〜、鍋
、ゴルフヘッド等の曲面や角部を有するステンレススチ
ール製品などに対し、その表面の光沢を非常に重要視す
るようになっており、特に、機能面もさることながら、
装飾面においてもスクラッチが全くないという平滑面を
得ることが強く要求されている。

従来、かかる曲面や角部を有する被研磨物の鏡面研磨方
法としては、主に油脂性バフ研磨法が採用されているが
、この方法は砥粒の擦過傷が研磨面に入るため、スクラ
ッチのない平滑面を得るという要求は十分満足し得るも
のではなかった。

なお、従来から鏡面研磨法として電解複合研磨法も提案
されているが、二次、三次曲面を有する被研磨物に対す
る研磨では、電解電流、電圧等を均一化することは難し
く、このため電解複合研磨法は平面部分に対する研磨に
局限されていた。また、この電解複合研磨法は、装置も
複雑化し、研磨コストも高くなるという問題もあった。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、従来のバフ
研磨法と同様に種々の形状、特に曲面や角部を有する被
研磨物を簡単に研磨し得る上、従来のバフ研磨法では得
られなかったスクラッチの全くない鏡面研磨面を与える
ことができ、しかの研磨コストの安価な研磨方法を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明者は、上
記目的を達成するため、バフ研磨法に着目し、その検討
を行った。

ここで、バフ研磨は、高速回転するバフに油脂性研磨剤
を塗着し、これに被研磨物を圧着して研磨を行うもので
、この場合仕上げ研磨では通常研磨砥粒によるスクラッ
チを可及的に少なくするため、砥粒を油脂で被覆した油
脂性研磨剤が使用される。砥粒はバフ面上で固定されず
（即ち固定砥粒ではない）、ある程度自由に動くが、上
述したように砥粒は油脂によっつで被覆されており、砥
粒自体の切削と油脂の潤滑力と被研磨物の金属との反応
（金属石鹸の生成）によって平滑化と鏡面化が行われ、
特にこの作用は高温、高圧下によって行われる。この場
合、砥粒の性質、大きさ、成分によって被研磨物に法え
る影響は異なる。一般に粒子の大きい程、また硬度が高
い程、研磨力が大きく、研磨条痕も深い１１通？＋ｔ’
、仕１−げ研磨と呼ばれる鏡面仕上げには、酸化鉄、酸
化クロム、アルミナ等の１−μｍ以下の粒子が、非常に
硬度の低い炭酸カルシウム、非結晶性シリカなどが用い
られる。しかし、高温、高圧下では、砥粒の擦過傷を皆
無にすることは不可能である。実際、本発明者は実験的
に油脂に研磨剤砥粒を添加しない研磨剤を調整してバフ
研磨したところ、バフと被研磨物との接触によって傷が
生成した。即ち、従来の方法ではスクラッチのない面は
得られないことを示した。しかし、バフ研磨そのものの
機構は簡便であり、設備費も少ないため、このバフ研磨
機構を利用する鏡面研磨法について本発明者は検荊を続
けた結果、平均粒径が０．５μｎ）以下の研磨砥粒を硝
酸、リン酸、硝酸塩から選ばれる化合物でｐ　Ｈ１〜５
に調整した水に３〜２０重量％濃度で分散させたスラリ
ーをバフに供給して、バフ研磨を行うことにより、スク
ラッチのない鏡面研磨が可能になることを見い出したも
のである。

この場合、従来の最終仕上げバフ研磨で得られる被研磨
物の表面最大粗さＲｍａｘはＯ，１μｍが限度であり、
これが通常最も優れた加工粗さであるが、この表面は砥
粒の擦過傷を蛍光灯や太陽光線下で１」視で判別し得る
ものである。これに対し、本発明の上述したバフ研磨法
の採用によって得られる被研磨物の表面最大粗さＲｍａ
ｘは０．１μｍを大幅に下まわり、最高ではその１／３
まで下げることができるものであり、かかるＲｍａｘが
０．１μｒｎより小さい表面粗さでは、最早蛍光灯、太
陽光線下で砥粒の擦過傷を判断し得ないのもので、従っ
て従来のバフ研磨法と比較して明確に外観上に差がある
、スクラッチのない光沢面が得られるものである。

この理由は、従来のバフ研磨の機構は、上述したように
油脂と砥粒とバフによる高温、高圧下における脂肪酸と
金属との反応、同条件下による砥粒切削の総合によって
なされるが、砥粒の切り込み作用が大きなため、深いス
クラッチを生成する。

一方、本発明方法は油脂を介在させず、そして好ましく
は過度に高温、高圧にならない周速６００ｍ／分以下の
条件下で研磨するもので、この際スラリー中の研磨砥粒
が研削作用をしながら、該スラリーに含まれている硝酸
、リン酸又は硝酸アルミニウム等の硝酸塩が被研磨物の
表面と微少な溶解反応を起し、砥粒の擦過傷が希薄な反
応性酸によって化学的に溶解されるためであると考えら
れる。この場合、砥粒で研削された被研磨物表面は、研
削直後の活性面であるため、硝酸、リン酸又は硝酸塩を
含むＰ　Ｈ１〜５の比較的マイルドな酸性スラリーで過
度のエツチングなく良好に溶解される。

従って、本発明は、研磨剤が付着したバフを回転させる
と共に、該バフに被研磨物を押しつけて、被研磨物の表
面を研磨する研磨方法において、上記研磨剤として、平
均粒径が０．５μｍ以下の研磨砥粒を硝酸、リン酸、硝
酸塩から選ばれる化合物でｐ　Ｈ１〜５に調整した水に
３〜２０重量％濃度で分散させたスラリーを使用したこ
とを特徴とする研磨方法を提供する。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。

本発明の研磨方法は、バフ研磨方法に係るもので、特に
ステンレススチール、クロムめっき面、塗装面、アルマ
イト而等の表面を最終性」二げ研磨として鏡面研磨する
のに有効に採用される。この点から、本発明の研磨方法
の実施に当っては、被研磨物の表面最大組さＲｍａｘを
０．５μｍ以下に加工したものを用いることが好ましい
。

ここで、被研磨物の表面最大組さＲｍａｘを０．５μｍ
以下に加工する方法としては常法が採用し得、特に制限
されるものではないが、例えばエメリー研磨後、サイザ
ル羽咋を用いる中研磨、綿バフを用いる中間仕上研磨を
順次採用して被研磨物をＲｍａｘｏ、５μｍ以下に整面
することができる。

而して、本発明は、このように整面した被研磨物をバフ
研磨するものであるが、本発明においては、バフに供給
塗布する研磨剤として平均粒径が０．５μｍ以下の研磨
砥粒を硝酸、リン酸、硝酸塩から選ばれる化合物でｐＨ
１〜５に調整した水分散したスラリーを使用する。

この場合、研磨砥粒としては、酸に対して反応しないア
ルミナ、酸化クロム、酸化鉄、溶融アルミナ、アランダ
ム、カーボランダム等が用いられるが、これらはその１
種を単独で使用しても２種以上を併用するようにしても
よい。その平均粒径は、上述したように０゜Ｓμｍ以下
であるが、より好ましくは０．３〜０．４μｍであり、
またスクラッチ防止の点から１μｍ以」―の粒径のもの
が含まないようにすることが好ましい。更に、研磨砥粒
のスラリー中における含有量は３〜２０％（重量％、以
下同じ）であり、より好ましくは３〜１０％である。

上記スラリーは硝酸、リン酸、硝酸塩の１種又は２種以
上を含有するが、特に硝酸アルミニウムが最も効果的で
ある。これらの化合物の含有量は０．１〜２％、特に０
．２〜０．５％であることが好ましい。その量が少な過
ぎると、本発明の目的とする溶解効果が十分発揮されず
、多すぎると過度の溶解が行われ、エツチング作用が大
となり、外観が損なわれる。なお、硝酸塩としては硝酸
アルミニウムが好適に用いられるほか、硝酸ニッケル、
硝酸コバルト、硝酸亜鉛等を用いることもできる。また
、上記スラリーはｐＨを１〜５、好ましくは１〜３に調
整されるが、ｐ、　Ｈ調整は硝酸。

リン酸、硝酸アルミニウム等の硝酸塩を用いて行うもの
である。

なお、スラリーには、過酸化水素等の他の酸化剤を添加
してもよく、また研磨の均一性、洗浄の目的で界面活性
剤を添加することもできる。界面活性剤としてはポリエ
チレングリコールノニルフェニルエーテル等が好適に用
いられ、その添加量は０．１〜０．２％程度とし得る。

このスラリーが塗布されるバフは、該スラリーを確実に
保持する点から、吸湿性に優れた材質のものがよく、例
えばフェルト、ネル、スポンジ状合成繊維などの多眼湿
性繊維からなるものを使用することができる。バフの大
きさは被研磨物により適宜選定されるが、通常１０〜２
５０ｍｍである。バフに対するスラリーの供給方法とし
ては、自然滴下による方法、スプレーによる塗布方法、
ポンプによる供給方法などが採用される。

被研磨物に対する本発明のバフ研磨の操作の仕方は、公
知のバフ研磨法と同様であるが、バフ回転数は低速とす
ることが好ましい。即ち、従来の前枠等を用いる最終仕
上げバフ研磨法におけるバフの回転数は通常２０００〜
３０００ｐｐｍ程度であるが、本発明においては研磨効
果等の点からバフ回転数を１００−１００　Ｏｒ　ｐ　
ｍとし、周速を６００ｍ／分以下とすることが好ましい
。なお、バフ回転数が大き過ぎ、周速が早くなり過ぎる
と、スラリー状研磨液が飛散されて多量の研磨剤が必要
となる。

なお、バフに対するスラリー供給量は１回の研磨に対し
５〜２０ｍＱ程度である。また、研磨時間は被研磨物に
よって異なるが、通常１０〜３０秒である。

本発明の研磨方法の実施に当っては、上述したように酸
性スラリーを用いるものであるから、該スラリーが他に
飛散しないように装置全体をカバ１゜ で覆うようにすることが好ましい。また、スラリーはタ
ンクに貯蔵され、これから上述したような供給方法でバ
フに供給されるが、バフに供給、含浸されたスラリーは
上記タンクに循環させ、再使用することもできる。

以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明す
るが、本発明は−Ｆ記の実施例に制限されるものではな
い。

〔実施例〕

ステンレススチール製食器（ナイフ）の柄（表面粗さＲ
ｍａ　ｘ　７〜１０μｍ）をエメリー研磨剤を用いて研
磨した後、アルミナを研磨砥粒とするカッター■（上材
工業（株）製）を用いてサイザルバフ研磨し、表面粗さ
Ｒｍａｘを０．６〜０．８μｍとした。次いで、中間仕
」二げとしてアルミナを研磨砥粒とするトレイナ−１０
（上材工業（株）製）を用いて綿バフ研磨し、その表面
粗さＲｍａｘを０．２〜０．３μｍに仕上げた。

次に、バフとして直径１５０ｍｍのフェルトバフを使用
し、回転数４０Ｏｒｐｍ（周速１８８ｍ／分）で回転さ
せると共に、下記組成のスラリをスプレーガンでバフに
吹きつけ、この回転バフに被研磨物を押しっけ、研磨を
行った。この場合、１回の研磨におけるスラリーの吹き
っけ量は４　ｍ　Ｑで、研磨時間は５秒とした。

スラ丑：ｌ戒 硝酸アルミニウム　　　　　　　　　１５ｇ／Ｒアルミ
ナ（平均粒径０．４５　Ｉｔ　ｍ　）　３−００　ｇ　
／　Ｑｐ　Ｈ４ 研磨後は、被研磨物を中性洗剤で洗浄し、湯洗。

乾燥した。

〔比較例〕

実施例と同様にしてベル１〜研磨、サイザルバフ研磨、
綿バフ研磨を行い、表面粗さＲｍａｘを０．２〜０．３
μｍに仕上げたナイフの柄を従来の最終仕上げ研磨方法
に従い、直径１．５０　ｍ　ｍの綿とじバフを使用し、
回転数２４０　Ｑ　ｒ　ｐ　ｒｎで回転させると共に、
平均粒径０．５μｍの酸化クロムを研磨砥粒とし、これ
を脂肪酸、硬化油、ワックスで固めた固形研磨剤（前枠
、ＧＸ−１，、ｊ二相工業（株）製）を１回の研磨に対
し５ｇ塗着し、この回転バフに被研磨物を押しつけて５
秒間研磨を行った。

研磨後は、被研磨物を１−リクロルエチレンで脱脂し、
次いで洗浄し、乾燥した。

次に、実施例、比較例で研磨した被研磨物（ナイフの柄
）の表面粗さを東京精密社製サーフコム］−５００型を
用い、倍率１０万倍で４か所の表面粗さを測定した。結
果を第１表に示す。なお、結果は４か所の平均値である
。

第１表 目視観察の結果では、実施例のものは研磨条痕の全く無
い光沢のある研磨面となっており、一方、比較例のもの
は研磨条痕が認められ、外観はスクラッチによって白く
感じられ、実施例のものとは歴然とした差が認められた
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、被研磨物表面をスクラッチのない、光
沢度の高い鏡面にバフ研磨することができ、また、油脂
を用いないため、研磨表面に汚垢物質を残すことがない
ので、トリクロロエチレン等による有機溶剤洗浄を省略
することができるなど、後処理が簡単化される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、研磨剤が付着したバフを回転させると共に、該バフ
   に被研磨物を押しつけて被研磨物の表面を研磨する研磨
   方法において、上記研磨剤として、平均粒径が０．５μ
   ｍ以下の研磨砥粒を硝酸、リン酸、硝酸塩から選ばれる
   化合物でｐＨ１〜５に調整した水に３〜２０重量％濃度
   で分散させたスラリーを使用したことを特徴とする研磨
   方法。