特開 2015-168029 磁気研磨方法及び研磨スラリー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-168029(P2015-168029A)

(43)【公開日】2015年9月28日

(54)【発明の名称】磁気研磨方法及び研磨スラリー

(51)【国際特許分類】

   B24B 31/112 20060101AFI20150901BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20150901BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20150901BHJP

【ＦＩ】

   B24B31/112

   B24B37/00 D

   B24B37/00 H

   C09K3/14 550C

   C09K3/14 550Z

   C09K3/14 550D

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-44403(P2014-44403)

(22)【出願日】2014年3月6日

(71)【出願人】

【識別番号】304036743

【氏名又は名称】国立大学法人宇都宮大学

(71)【出願人】

【識別番号】514057075

【氏名又は名称】株式会社伸光製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100117226

【弁理士】

【氏名又は名称】吉村 俊一

(72)【発明者】

【氏名】鄒 艶華

(72)【発明者】

【氏名】角田 正典

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 修

【テーマコード（参考）】

3C058

【Ｆターム（参考）】

3C058AA07

3C058CA01

3C058CA07

3C058CB01

3C058CB10

3C058DA02

3C058DA11

(57)【要約】      （修正有）

【課題】樹脂パイプの内面等を精密に研磨することができる磁気研磨方法及び研磨スラリーを提供する。
【解決手段】樹脂パイプ１と、樹脂パイプ１内に導入された研磨スラリー２とを相対運動させながら樹脂パイプ１の内面を研磨スラリー２で研磨する磁気研磨方法において、研磨スラリー２を、平均粒径１００μｍ以上の磁性粒子と、該磁性粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の研磨粒子と、該磁性粒子と該研磨粒子をスラリー状にするスラリー媒体とを有するように構成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂パイプと、該樹脂パイプ内に導入された研磨スラリーと、該樹脂パイプと該研磨スラリーとを相対運動させながら該樹脂パイプの内面を該研磨スラリーで研磨する磁気研磨方法であって、
前記研磨スラリーが、平均粒径１００μｍ以上の磁性粒子と、該磁性粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の研磨粒子と、該磁性粒子と該研磨粒子をスラリー状にするスラリー媒体とを有することを特徴とする磁気研磨方法。

【請求項2】

樹脂パイプ内に導入して、該樹脂パイプとの間で相対運動させて該樹脂パイプの内面を研磨する研磨スラリーであって、
平均粒径１００μｍ以上の磁性粒子と、該磁性粒子の平均粒径よりも小さい平均粒径の研磨粒子と、該磁性粒子と該研磨粒子をスラリー状にするスラリー媒体とを有することを特徴とする研磨スラリー。

【請求項3】

前記磁性粒子が電解鉄粉であり、前記研磨粒子がＷＡ砥粒又はＧＣ砥粒である、請求項２に記載の研磨スラリー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気研磨方法及び研磨スラリーに関し、更に詳しくは、樹脂パイプの内面等を精密に研磨することができる磁気研磨方法及び研磨スラリーに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体分野、医療機器分野、バイオテクノロジー分野等の様々な技術分野で、高精度の精密部品が要求されている。こうした分野では、高純度ガスや高純度流体を輸送するための装置にクリーンパイプが用いられている。このクリーンパイプは、その内面が鏡面仕上げされていることが要求されており、こうした要求に応えるため、磁性砥粒を利用した管内面磁気研磨法が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照）。

【0003】

特許文献１には、粒径４ｍｍの鋼球を磁性砥粒として管内に入れ、管と、管の外周側に配置した２つの磁石とを相対運動させることにより、その磁性砥粒で管内面を研磨する磁気研磨方法が提案されている。また、特許文献２には、磁気研磨装置を動作させて被研磨管の内面を研磨スラリーで精密に研磨する磁気研磨方法が提案されている。このときの研磨スラリーは、球状の磁性粒子と、その磁性粒子の平均粒径の１／４〜１／１０００の範囲の平均粒径からなる研磨粒子と、その磁性粒子と研磨粒子をスラリー状にする媒体とで構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−２１０６４８号公報

【特許文献2】特開２０１０−５２１２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、樹脂製品が工業、医療、各種日用品等、様々な分野で広く用いられており、樹脂パイプの内面研磨に対する企業ニーズが高まっている。しかしながら、樹脂は温度変化や他の部材に接触しただけでもミクロン単位でサイズが変化してしまうので、精密な研磨が金属材料よりも難しく、特にパイプや複雑な形状の樹脂の研磨は手作業で行われており、自動化に至っていない。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、樹脂パイプの内面等を精密に研磨することができる磁気研磨方法及び研磨スラリーを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る磁気研磨方法は、樹脂パイプと、該樹脂パイプ内に導入された研磨スラリーと、該樹脂パイプと該研磨スラリーとを相対運動させながら該樹脂パイプの内面を該研磨スラリーで研磨する磁気研磨方法であって、前記研磨スラリーが、平均粒径１００μｍ以上の磁性粒子と、該磁性粒子の平均粒径よりも小さい研磨粒子と、該磁性粒子と該研磨粒子をスラリー状にするスラリー媒体とを有することを特徴とする。

【0008】

本発明に係る研磨スラリーは、樹脂パイプ内に導入して、該樹脂パイプとの間で相対運動させて該樹脂パイプの内面を研磨する研磨スラリーであって、平均粒径１００μｍ以上の磁性粒子と、該磁性粒子の平均粒径よりも小さい研磨粒子と、該磁性粒子と該研磨粒子をスラリー状にするスラリー媒体とを有することを特徴とする。

【0009】

本発明に係る研磨スラリーにおいて、前記磁性粒子が電解鉄粉であり、前記研磨粒子がＷＡ砥粒又はＧＣ砥粒であるように構成できる。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る磁気研磨方法及び研磨スラリーによれば、樹脂パイプの内面等の研磨を極めて良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る磁気研磨方法の加工原理を示す模式図である。

【図2】本発明に係る磁気研磨方法で用いる研磨スラリーの説明図である。

【図3】樹脂パイプ内の研磨スラリーに作用する力学的なモデル図である。

【図4】本発明に係る研磨スラリーが樹脂パイプ内を研磨するときの態様を示す模式図である。

【図5】実験に用いた磁気研磨装置であり、図１に示した磁気研磨装置と同じ構成からなる装置である。

【図6】研磨時間毎に測定した表面粗さＲｚ（最大高さ）を示すグラフである。

【図7】研磨加工前後の樹脂パイプの内面の写真である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係る磁気研磨方法及び研磨スラリーについて、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、その技術的特徴を有する範囲を包含し、以下に示す説明及び図面等に限定されない。

【0013】

図１は、本発明に係る磁気研磨方法の加工原理を示す模式図である。図２は、本発明に係る磁気研磨方法で用いる研磨スラリーの説明図である。本発明に係る磁気研磨方法は、図１に示すように、樹脂パイプ１と、その樹脂パイプ１内に導入された研磨スラリー２と、樹脂パイプ１と研磨スラリー２とを相対運動させながら樹脂パイプ１の内面を研磨スラリー２で研磨する研磨方法である。そして、本発明の特徴は、図２に示すように、研磨スラリー２が、平均粒径Ｄが１００μｍ以上の磁性粒子１１と、磁性粒子１１の平均粒径Ｄよりも小さい研磨粒子１２と、磁性粒子１１と研磨粒子１２をスラリー状にするスラリー媒体１３とを有することにある。こうした磁気研磨方法で樹脂パイプの内面を極めて良好に研磨することができる。

【0014】

（磁気研磨装置）
図１において、磁気研磨装置３は、樹脂パイプ１の外部に配置された磁石３１（３１ａ〜３１ｄ）から研磨スラリー２に変動磁場を与えるが、こうした変動磁場は、研磨スラリー２中の磁性粒子１１を磁気吸引して樹脂パイプ１の内面に押し付けるように作用する。そうした磁気研磨装置３としては各種の形態のものを挙げることができるが、図１の例では、樹脂パイプ１の外部に９０°間隔で配置された４つの磁石３１ａ〜３１ｄと、２つの磁石間（３１ａと３１ｂ、３１ｃと３１ｄ）を接続するヨーク３２（３２ａ，３２ｂ）と、樹脂パイプ１を回転３３させて樹脂パイプ１と磁石３１とを相対運動させる回転装置（図示しない）とで構成されている（後述の図５も参照）。なお、磁石３１ａ〜３１ｄは、図１の例では９０°の角度となるように樹脂パイプ１の周囲に配置されているが、その角度は必ずしも９０°である必要はなく、任意である。

【0015】

詳しくは、９０°に配置された１対のＳ極３１ａ及びＮ極３１ｂをヨーク３２ａで連結してなる複合磁石３６ａと、９０°に配置された１対のＳ極３１ｃ及びＮ極３１ｄをヨーク３２ｂで連結してなる複合磁石３６ｂとにより、各々磁界が形成されている。複合磁石３６ａと複合磁石３６ｂとは、樹脂パイプ１の周りに１８０°の位置関係で対向するように配置され、その２つの複合磁石３６ａ，３６ｂで挟まれるように樹脂パイプ１が配置される。樹脂パイプ１の内部には研磨スラリー２が入っている。なお、図１と図５では、複合磁石３６ａ，３６ｂを固定し、樹脂パイプ１を回転させて樹脂パイプ１と研磨スラリー２とを相対運動させる態様であるが、樹脂パイプ１を固定し、複合磁石３６ａ，３６ｂを回転させて樹脂パイプ１と研磨スラリー２とを相対運動させるものであってもよい。また、複合磁石と樹脂パイプ１とを反対方向に同時に回転させてもよい。相対運動は、樹脂パイプ１と研磨スラリー２と間で起こるものであるが、研磨スラリー２は複合磁石３６ａ，３６ｂに磁気吸引されるので、相対運動は、樹脂パイプ１と磁石（磁界）ということもできる。

【0016】

磁性粒子１１と研磨粒子１２を含む研磨スラリー２は、樹脂パイプ１が回転３３しても２つの複合磁石３６ａ，３６ｂに磁気吸引されて所定の領域から動かず、回転する樹脂パイプ１の内面に対して相対移動する。この研磨スラリー２の相対移動により、樹脂パイプ１の内面を研磨することができる。

【0017】

磁石の強さ（磁力）は、複合磁石３６を構成する磁石３１の種類に依存するが、その強さは特に制限はなく、永久磁石でも電磁石でもよい。永久磁石としては、例えば希土類磁石、フェライト磁石、アルニコマグネット、ＭＡ磁石等を挙げることができる。希土類磁石は強力な磁界を得られる点で好ましい。希土類磁石としては、具体的には、ネオジウム磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）やサマリウムコバルト磁石（Ｓｍ−Ｃｏ）が好ましく用いられる。

【0018】

磁石の数や配置にも特に制限はなく、磁石により形成される磁界中に樹脂パイプ１を配置できるような数や配置にすればよい。例えば、樹脂パイプ１を挟んで対向するように一対のＮ極とＳ極とを配置してもよいし、あるいは、図１に示すように一対のＮ極とＳ極とが隣り合うように配置してもよい。前者の場合には樹脂パイプ１が配置される箇所に均一磁界を形成しやすく、後者の場合には不均一磁界を形成しやすい。通常は、不均一磁界中に樹脂パイプ１を配置することが好ましい。磁石の数は１つでもよいが、樹脂パイプ１が大きい場合には、磁石の数を２以上に増やすことが好ましく、この場合には、一対のＮ極とＳ極が隣り合うように配置された磁石を樹脂パイプ１の周りに複数並べて配置することが好ましい。

【0019】

Ｎ極とＳ極の形状にも特に制限はない。通常は、円柱や多角柱等の柱状の磁石をＮ極及びＳ極として用いる。また、磁束密度を高める観点から、Ｎ極及び／又はＳ極の先端を錘台形、例えば円錐台形や角錘台形としてもよい。また、磁石は角部の磁場強度が大きくなることから、Ｎ極やＳ極の先端を切り欠きが入った形状とすることもできる。なお、ヨーク３２ａ，３２ｂについては特に限定されず、一般的にヨークとして用いられているものを用いることができる。例えば、後述する実施例に示す一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）等が用いられる。

【0020】

なお、磁気研磨装置３には、磁石３１を振動させるための振動装置を備えていてもよい。

【0021】

本発明に係る磁気研磨方法では、力を加えると容易に変形したり寸法変化したりする樹脂パイプであっても、図１及び図５に示すような磁気研磨装置で固定して極めて良好な研磨を行うことができる。一方、本発明に係る磁気研磨方法ではなく、切削バイト等で樹脂パイプの内面を研削したり研磨したりする場合は、図１及び図５に示すような磁気研磨装置で固定しただけで変形してしまうので、十分に研磨できる部分と、必要以上に研磨してしまう部分と、研磨が不十分な部分とができてしまうことがある。

【0022】

（樹脂パイプ）
樹脂パイプ１は、その内面を研磨する対象となるものであり、その材質は、パイプ用として適用されるものであれば特に限定されない。樹脂パイプの材質としては、例えば、ポリカーボネート、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ウレタン、アクリル、ＭＣナイロン（登録商標）、ポリアセタール、ＡＢＳ樹脂、等を挙げることができる。

【0023】

樹脂パイプ１の内径は特に限定されず、２ｍｍ程度の細径パイプから８０ｍｍ程度のパイプであってもよい。また、樹脂パイプ１の内径は長手方向に一定でも途中で変化するものであってもよい。なお、樹脂パイプ１は、真っ直ぐでも曲がっていてもよい。樹脂パイプ１が真っ直ぐである場合には、樹脂パイプ１と磁石３１のいずれかが回転しながら樹脂パイプ１の長手方向に移動すればよいが、樹脂パイプ１が曲がっている場合には、曲がった樹脂パイプ１は回転しにくいので、磁石３１を回転させることがよい。

【0024】

（研磨スラリー）
研磨スラリー２は、図２に示すように、平均粒径１００μｍ以上の磁性粒子１１と、磁性粒子１１の平均粒径よりも小さい研磨粒子１２と、スラリー媒体１３とを有している。この研磨スラリー２は、樹脂パイプ１内に導入されて、その樹脂パイプ１との間で相対運動させて樹脂パイプ１の内面を研磨する。

【0025】

磁性粒子１１は、樹脂パイプ１の内面に当たってその内面の研磨を担う粒子である。この磁性粒子１１は、樹脂パイプ内においては磁石の対向位置に保持され、樹脂パイプ１と研磨スラリー２とが相対運動するための必須の要素である。したがって、磁性粒子１１は、樹脂パイプ１と研磨スラリー２との相対運動を生じさせる磁気特性や粒径を持っている必要がある。したがって、磁性粒子１１の材質としては、磁石に磁気吸引されて樹脂パイプ１の内壁に押し当たるものである。なお、自生攪拌現象３５を生じる程度の磁性を有する粒子であってもよい。

【0026】

磁性粒子１１としては、鉄、コバルト、ニッケル、クロムやこれらの酸化物、合金、化合物等、一般に磁性体と呼ばれる元素を全部又は一部に含む粒子が用いられる。具体例としては、電解鉄粉、カルボニル鉄粉、ニッケル粉、Ｎｉ−Ｐ合金粉又はＮｉ−Ｂ合金粉等のニッケル合金粉等を使用することができる。また、高温高圧下の不活性ガス中で鉄と焼結させた球状の酸化アルミニウム粉や、不活性ガス雰囲気中でのアルミニウムと酸化鉄とのテルミット反応の生成物粉等を用いることも可能である。なお、市販されている磁性砥粒（東洋研磨材工業株式会社；ＫＭＸ−８０）や、その他の未市販の磁性砥粒等も用いることができる。また、磁性粒子の表面に、他の材料を被覆してなる粒子であってもよい。

【0027】

磁性粒子１１の大きさは、平均粒径Ｄが１００μｍ以上であることが好ましい。磁性粒子１１の平均粒径Ｄの上限値は特に限定されないが、例えば５００μｍとすることができる。特に好ましい平均粒径Ｄは、１４０μｍ以上、４００μｍ以下の範囲内、より好ましくは１４９μｍ以上、３３０μｍ以下の範囲内である。磁性粒子１１の平均粒径Ｄが１００μｍ未満では、樹脂パイプ１の内面の表面粗さの改善が十分でなく、表面粗さを小さくできず、きれいな内面にすることができないことがある。一方、磁性粒子１１の平均粒径Ｄが例えば５００μｍを超えると、磁性粒子１１が大きすぎて、個々の磁性粒子１１の研磨混が残ってしまうことがある。なお、平均粒径Ｄは、磁性粒子１１の電子顕微鏡写真から測定した平均値であり、表面粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に基づいて測定した最大高さである。

【0028】

樹脂パイプ１を研磨するための磁性粒子１１の平均粒径Ｄは、鋼管等の金属管の内面を良好に研磨する場合の磁性粒子１１の平均粒径が、サブミクロン〜数μｍ〜数十μｍの範囲が好ましいであるのに比べて著しく大きい。その明確な理由は現時点では明らかではないが、樹脂の持つ物性に影響しているものと考えられ、数μｍ前後の磁性粒子では十分な研磨ができないためであろうと考えられる。

【0029】

なお、上記範囲内の磁性粒子１１について、その粒度分布は特に限定されず、磁性粒子１１の形状についても特に限定されない。

【0030】

研磨粒子１２は、磁性粒子１１の平均粒径Ｄよりも小さい。この研磨粒子１２の形態は特に制限されず各種の形態ものを用いることができる。研磨粒子１２としては、ダイヤモンド粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化セリウム粒子、炭化ケイ素粒子、二酸化ケイ素粒子、酸化クロム粒子、又はそれらの複合体等が挙げられる。また、ＪＩＳ表示でＡ、ＷＡ、ＧＣ、ＳＡ、ＭＡ、Ｃ、ＭＤ、ＣＢＮとして表されているものを含む、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、ＺｒＯ_２、Ｂ_４Ｃ、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、ＭｇＯ、ＣｅＯ_２又はヒュームドシリカ等の研磨粒子であってもよい。中でも、ＷＡ砥粒又はＧＣ砥粒が好ましい。なお、ＧＣ砥粒は、ケイ砂ＳｉＯ_２とコークスＣとの混合物を電気抵抗炉で加熱し、高温（２０００℃）で反応させて製造した緑色炭化ケイ素研磨材である。

【0031】

研磨粒子１２は、磁性粒子１１の平均粒径Ｄよりも小さければよく、例えば、研磨粒子１２の粒度としては、＃３００００（０．３２μｍ）以上、好ましくは＃２００００（０．５０μｍ）以上、より好ましくは＃１００００（０．５１μｍ〜０．７０μｍ）以上であり、＃１０００（１１．９μｍ）以下、好ましくは＃２０００（６．９μｍ）以下、より好ましくは＃３０００以下である。なお、粒度は、累積高さ５０％点の粒子径として求めた値であり、その粒度測定方法は、＃８０００までは電気抵抗法で測定した結果であり、＃１００００は、沈殿天秤法で測定した結果であり、＃２００００と＃３００００はレーザー回折法で測定した結果である。

【0032】

この範囲の研磨粒子１２は、後述する図４に示す態様のように、磁性粒子１１と樹脂パイプ１との間に挟まれるようにして樹脂パイプ１を研磨するので、凝集しないで均一分散した微細な研磨粒子１２で樹脂パイプ１の内面を精密研磨することができる（後述の図３，４を参照）。

【0033】

スラリー媒体１３は、磁性粒子１１と研磨粒子１２をスラリー状にする媒体である。スラリー状とする際の好ましい媒体としては、軽油、水の他、一般的に研磨液として用いられる水溶性や油溶性の液体等が挙げられる。なお、スラリー媒体は、研磨粒子１２を研磨スラリー２内に分散させるための添加剤を含まないようにしてもよい。スラリー媒体が添加剤を含まないようにしても、磁性粒子１１が自生攪拌現象３５するようにでき、研磨粒子１２を均一分散させることができるので、そうした添加剤は不要にすることができる。

【0034】

研磨スラリー２においては、研磨スラリー２中に含まれる磁性粒子１１の含有量は３０重量％〜７０重量％の範囲であり、研磨粒子１２の含有量は１０重量％〜６０重量％の範囲であり、これら磁性粒子１１と研磨粒子１２とをあわせた総含有量は７０重量％〜９０重量％の範囲であるように構成される。なお、磁性粒子１１の含有量は、磁気研磨装置３や磁性粒子１１の粒径等の条件とも関係し、例えば自生攪拌現象３５を生じやすいように設定してもよいし、また、研磨粒子１２の含有量は、樹脂パイプの内面の研磨の程度（粗研磨、通常研磨、仕上研磨等）や研磨効率を考慮して設定してもよい。また、スラリー媒体１２の含有量は、調製された研磨スラリー２が樹脂パイプ１と磁石との間の相対運動によっても磁石の対向位置に流体物として留まっているように、ある程度の粘度を有するように設定してもよい。

【0035】

（研磨挙動）
図３は、樹脂パイプ内の研磨スラリーに作用する力学的なモデル図である。図３に示すように、樹脂パイプ１中に挿入した研磨スラリー２は、磁石３１ａ，３１ｂから磁力線方向と等磁位線方向にそれぞれ磁力ＦｘとＦｙを受け、磁石３１ａ，３１ｂから引きつけられて磁石付近に保持される。磁力ＦｘとＦｙは、磁性粒子１１の径、磁性粒子１１の磁化率、及び磁場の強さとその変化率とに関係する。樹脂パイプ１を回転させると、研磨スラリー２は樹脂パイプ１の内面との間で研磨抵抗ｆｔを受ける。このとき、研磨スラリー２の加工中の挙動は、磁力ＦｘとＦｙ、重力ｍｇ及び研磨抵抗ｆｔに関係する。研磨スラリー２を構成する磁性粒子１１の粒径と含有割合を一定とすると、樹脂パイプ１の回転速度と磁場の強さの選定によって、小径の研磨粒子１２の均一分散化を実現できる。

【0036】

図４は、本発明に係る研磨スラリーが樹脂パイプ内を研磨するときの態様を示す模式図である。図１及び図３に示す態様において、樹脂パイプ１と研磨スラリー２（磁石３１）とを相対運動させると、研磨スラリー２は磁石３１から吸引磁力を受けてＮ・Ｓ極間に保持され、その状態で研磨スラリー２と樹脂パイプの内面との間に相対運動が起こる。この相対運動は、研磨スラリー２を構成する磁性粒子１１と樹脂パイプの内面との間で抵抗を生じさせるため、場合によっては磁性粒子１１に自生攪拌現象が起こり、その磁性粒子１１の自生攪拌現象３５により研磨粒子１２が凝集を起こさずに均一分散され、樹脂パイプの内面の超精密研磨を実現することができる。

【0037】

このときの態様は図４に示すとおりりであり、凝集しない研磨粒子１２は、上記した大粒径の磁性粒子１１と樹脂パイプ１の内面との間に挟まれて樹脂パイプの内面を効率的に精密研磨する。

【0038】

なお、研磨加工が終了した後においては、研磨スラリー２を樹脂パイプ１から分離する。この際、磁気を用いることにより、研磨スラリー２を比較的容易に樹脂パイプ１から分離することができる。樹脂パイプ１の内部の径に対して開口部の径が小さい場合や場所により内径の異なる場合においても、磁気を援用することにより、研磨スラリー２を比較的容易に樹脂パイプ１から分離することができる。具体的には、図１に示すような態様で樹脂パイプ１を研磨した場合には、樹脂パイプ１を磁石３１に対して軸方向に相対的に移動させることにより、研磨スラリー２を樹脂パイプ１に対して軸方向に相対的に移動させ、研磨スラリー２を樹脂パイプ１の開口部から排出することができる。

【0039】

また、本発明に係る磁気研磨方法では、粗研磨、通常研磨、仕上研磨等のように研磨精度の段階毎に適した複数種の研磨スラリー２を準備することにより、段階毎の研磨を行うことができる。具体的には、磁性粒子１１の平均粒径Ｄと研磨粒子１２の粒子径ｄとを変化させた複数の研磨スラリーを準備し、平均粒径Ｄ及び粒子径ｄの大きい粒子（磁性粒子１１及び／又は研磨粒子１２）を含む研磨スラリーから段階的に樹脂パイプ１内に入れ替えて研磨する。このように、例えば粗研磨、中間研磨又は仕上研磨のいずれで行うかによって、磁性粒子１１と研磨粒子１２とを適した平均粒径Ｄと粒子径ｄとした複数の研磨スラリーを準備し、平均粒径Ｄと粒子径ｄの大きい粒子を含む研磨スラリーから段階的に樹脂パイプ１内に入れ替えて研磨すれば、粗研磨、中間研磨、仕上研磨を順次行うことができる。その結果、研磨段階毎に最も適した研磨スラリーを用いることにより、研磨効率を向上させることができる。

【実施例】

【0040】

実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明の範囲は以下の実験例に限定されるものではない。

【0041】

［実施例１］
図５は、実験に用いた磁気研磨装置であり、図１に示した磁気研磨装置と同じ構成からなる装置である。用いた磁気研磨装置は、樹脂パイプ１を回転させるとともに、磁石３１を振動させる機能を備えた装置である。磁石３１としては、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ極の４個のネオジウム永久磁石（１８ｍｍ×１２ｍｍ×１０ｍｍ）を９０°間隔で順番に配置し、２つずつヨーク３２ａ，３２ｂで接続して複合磁石３６ａ，３６ｂを構成した。ポリカーボネートパイプ（内径１０ｍｍ、外径１５ｍｍ、長さ９０ｍｍ）を樹脂パイプ１として旋盤チャックに固定し、樹脂パイプと磁石とのクリアランスを１ｍｍとった状態で毎分４００の回転数で回転させ、さらに複合磁石３６ａ，３６ｂを振幅２．５ｍｍで振動数０．８Ｈｚで振動させた。

【0042】

先ず以下の研磨スラリーＡで２０分間の前研磨を行った後、研磨スラリーＢに変更して、５分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分の本研磨を行った。なお、前研磨と本研磨のいずれも、樹脂パイプの内面と研磨スラリー２との間に相対運動が生じて樹脂パイプの内面を研磨した。

【0043】

（研磨スラリーＡ）
研磨スラリー：磁性粒子（平均粒径３３０μｍの電解鉄粉）、研磨粒子（ＷＡ砥粒、粒度＃３０００（約４μｍ））、スラリー媒体（水溶性研磨液）
研磨スラリーの組成：磁性粒子０．３６ｇ、研磨粒子０．０４ｇ、研磨スラリー０．１ｍＬ

【0044】

（研磨スラリーＢ）
研磨スラリー：磁性粒子（平均粒径３３０μｍの電解鉄粉）、研磨粒子（ＷＡ砥粒、粒度＃２００００（約０．５μｍ））、スラリー媒体（水溶性研磨液）
研磨スラリーの組成：磁性粒子０．１５ｇ、研磨粒子０．０５ｇ、研磨スラリー０．０５ｍＬ

【0045】

［実施例２］
実施例１において、研磨スラリーＢを以下の研磨スラリーＣに変更した以外は、実施例１と同じにして樹脂パイプの内面研磨を行った。

【0046】

（研磨スラリーＣ）
研磨スラリー：磁性粒子（平均粒径１４９μｍの電解鉄粉）、研磨粒子（ＷＡ砥粒、粒度＃２００００（約０．５μｍ））、スラリー媒体（水溶性研磨液）
研磨スラリーの組成：磁性粒子０．１５ｇ、研磨粒子０．０５ｇ、研磨スラリー０．０５ｍＬ

【0047】

［比較例１］
実施例１において、研磨スラリーＢを以下の研磨スラリーＤに変更した以外は、実施例１と同じにして樹脂パイプの内面研磨を行った。

【0048】

（研磨スラリーＤ）
研磨スラリー：磁性粒子（平均粒径７５μｍの電解鉄粉）、研磨粒子（ＷＡ砥粒、粒度＃２００００（約０．５μｍ））、スラリー媒体（水溶性研磨液）
研磨スラリーの組成：磁性粒子０．１５ｇ、研磨粒子０．０５ｇ、研磨スラリー０．０５ｍＬ

【0049】

［比較例２］
実施例１において、研磨スラリーＢを以下の研磨スラリーＥに変更した以外は、実施例１と同じにして樹脂パイプの内面研磨を行った。

【0050】

（研磨スラリーＥ）
研磨スラリー：磁性粒子（平均粒径３０μｍの電解鉄粉）、研磨粒子（ＷＡ砥粒、粒度＃２００００（約０．５μｍ））、スラリー媒体（水溶性研磨液）
研磨スラリーの組成：磁性粒子０．１５ｇ、研磨粒子０．０５ｇ、研磨スラリー０．０５ｍＬ

【0051】

［測定及び結果］
図６は、研磨時間毎に測定した表面粗さＲｚ（最大高さ）を示すグラフである。前研磨は２０分間行ったときの表面粗さＲｚと、５分〜３０分まで５分間刻みで本研磨したときの表面粗さＲｚとを測定した。５分間刻みで研磨したときの表面粗さＲｚは、所定の時間が経過したとき回転を止め、樹脂パイプをエタノールで５分間超音波洗浄し、表面粗さＲｚを測定した。なお、表面粗さＲｚの測定は、表面粗さ測定機（株式会社ミツトヨ、型番：ＳＶ−６２４−３Ｄ）を用い、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に基づき、樹脂パイプの内面を円周方向に１２０°間隔で３箇所測定し、その平均値を採用した。

【0052】

図６に示すように、前加工の段階で表面粗さＲｚは約０．５μｍであったが、１０分以上の本研磨では、磁性粒子１１の平均粒径Ｄが３３０μｍの場合（実施例１）と１４９μｍ（実施例２）の場合で大幅な表面粗さＲｚの改善が確認された。一方、磁性粒子１１の平均粒径Ｄが７５μｍの場合（比較例１）と３０μｍ（比較例２）の場合は表面粗さＲｚの改善が見られなかった。平均粒径Ｄが大きい磁性粒子１１は、磁気吸引力が強いため、加工圧力が高まって表面粗さを改善したものと考えられる。表面粗さＲｚは約０．１μｍになり、著しい改善が確認された。

【0053】

図７（Ａ）は、実施例１における樹脂パイプの内面の加工前後の比較写真である。加工前のＡ１写真には、樹脂パイプ製作時の加工痕が中央に残っているが、前研磨後のＡ２写真と、品研磨後のＡ３写真では、樹脂パイプ製作時の加工痕はほとんど無くなり、精密な内面を得ることができた。また、図７（Ｂ）は、実施例１における本研磨後の樹脂パイプの内面の写真である。本研磨した後のＢ２写真は、下に敷いた文字が透けて見える程内面の透明度が向上しており、精密な内面の創成と透明度の向上が同時に実現できた。

【符号の説明】

【0054】

１ 樹脂パイプ
２ 研磨スラリー
３ 磁気研磨装置
１１ 磁性粒子
１２ 研磨粒子
１３ スラリー媒体
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 磁石
３２，３２ａ，３２ｂ ヨーク
３３ 回転
３５ 自生攪拌現象
３６，３６ａ，３６ｂ 複合磁石
Ｄ 磁性粒子の平均粒径
ｄ 研磨粒子の粒子径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図6】

【図5】

【図7】