マグネシウム合金板の研磨方法およびマグネシウム合金板
【課題】マグネシウム合金板の表面を平滑に湿式研磨した場合に、その表面に縞模様が目立たないようにすることができるマグネシウム合金板の研磨方法およびその研磨方法によって作製されたマグネシウム合金板を提供する。
【解決手段】マグネシウム合金板の研磨方法は、搬送されるマグネシウム合金板Ｐの表面を研磨液１３の使用下で研磨ベルト１Ａ（研磨材）により研磨する研磨工程を具える。そして、研磨液１３は、研磨ベルト１Ａの表面に複数の噴射領域が研磨ベルト１Ａの幅方向に隙間なく形成されるように噴射される。そうすることで、研磨ベルト１Ａの幅方向に対する研磨液１３の噴射状態のばらつきを緩和する。そして、研磨ベルト１Ａの表面における局所的な目詰まりの発生を抑制することができる。
【解決手段】マグネシウム合金板の研磨方法は、搬送されるマグネシウム合金板Ｐの表面を研磨液１３の使用下で研磨ベルト１Ａ（研磨材）により研磨する研磨工程を具える。そして、研磨液１３は、研磨ベルト１Ａの表面に複数の噴射領域が研磨ベルト１Ａの幅方向に隙間なく形成されるように噴射される。そうすることで、研磨ベルト１Ａの幅方向に対する研磨液１３の噴射状態のばらつきを緩和する。そして、研磨ベルト１Ａの表面における局所的な目詰まりの発生を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金板の研磨方法およびその研磨方法により作製されたマグネシウム合金板に関するものである。特に、マグネシウム合金板の表面を湿式研磨した場合に、その表面に縞模様が目立つことがないようにすることができる研磨方法およびその研磨方法によって作製されたマグネシウム合金板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、マグネシウム（以下、Ｍｇ）合金板が、携帯電話やノートパソコンの筺体などに利用されてきている。例えば、特許文献１には、微細な凹凸加工を後工程で均一にＭｇ合金板に施すことができるよう、Ｍｇ合金の圧延材に対して、予備加工として、研磨加工を施すことが記載されている。その研磨加工の代表例として、湿式ベルト式研磨が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２０８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、より金属質感の高いＭｇ合金板に対するニーズがある。このようなニーズに対応するため、上記研磨加工の条件について試行した。その結果、Ｍｇ合金板の表面を湿式研磨加工すると、Ｍｇ合金板表面に縞模様が目立つ場合があり、この縞模様の存在がＭｇ合金板の金属質感の向上に対する阻害要因となり得ることが判明した。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、Ｍｇ合金板の表面を湿式研磨した場合に、その表面に縞模様が目立たないようにすることができるＭｇ合金板の研磨方法を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、上記本発明の研磨方法によって作製されたＭｇ合金板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、Ｍｇ合金板の表面に生じる縞模様の原因を鋭意検討した。その結果、次の知見を得た。
【０００８】
（１）Ｍｇ合金板表面を湿式研磨すれば、研磨材のうち直接研磨液がかかる箇所とかからない箇所とで研磨粉が除去される度合いが異なり、研磨材の目詰まり度合いにばらつきが生じる。そして、その局所的に目詰まりが生じた研磨材の表面形態がＭｇ合金板に転写されて、研磨具合に差が生じ、Ｍｇ合金板の表面に縞模様を生じさせる一因となる。
【０００９】
（２）この転写によって生じる縞模様は、Ｍｇ合金板の表面が粗ければ比較的目立ち難いが、同表面の平滑性を高めるほど顕著に目立つ。
【００１０】
（３）縞模様は、表面を平滑にする場合、研磨液量が少量であるほど生じ易い。
【００１１】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたもので、研磨材の表面における局所的な目詰まりの発生を抑制することで上記の目的を達成する。
【００１２】
本発明のＭｇ合金板の研磨方法は、搬送されるＭｇ合金板の表面を、研磨液の使用下で研磨材により研磨する研磨工程を具える。そして、その研磨液は、研磨材の表面に複数の噴射領域が研磨材の幅方向に隙間なく形成されるように噴射される。
【００１３】
上記の構成によれば、研磨材の幅方向に対する研磨液の噴射状態のばらつきを緩和する。そして、研磨材の表面における局所的な目詰まりの発生を抑制することができる。つまり、Ｍｇ合金板上で研磨具合の部分的な差が生じることなく、均一に研磨を施すことができる。したがって、Ｍｇ合金板表面に生じる縞模様を抑制することができる。
【００１４】
本発明方法の一形態として、研磨液は、隣接する各噴射領域同士が、上記幅方向に一部重複するように噴射されることが挙げられる。
【００１５】
上記の構成によれば、研磨材の幅方向に対する研磨液の噴射状態のばらつきをより確実に防止できる。
【００１６】
本発明方法の一形態として、研磨液は、隣接する各噴射領域同士が、上記幅方向に一部重複するように噴射され、そして、その重複する領域を重複領域として、噴射領域における上記幅方向の長さをＬとすると、重複領域における上記幅方向の長さが、Ｌ×１／２以下であることが挙げられる。
【００１７】
上記の構成によれば、重複領域がＬ×１／２以下のとき、隣接する二つの噴射領域から一つの重複領域が構成される。そして、その重複領域は、上記規定の範囲のとき、研磨液の供給密度が相対的に低い箇所は相対的に高い箇所と、同様に、高い箇所は低い箇所と重複する。したがって、研磨材の幅方向に対する研磨液の噴射状態のばらつきをより一層低減することができる。
【００１８】
本発明方法の一形態として、研磨液の研磨材まで到達する間における噴射形状が扁平な三角形であることが挙げられる。
【００１９】
上記の構成によれば、研磨液は、噴射源から上記幅方向に広がりながら研磨材表面に到達する。つまり、研磨材表面の幅方向に、隣接する研磨液の噴射領域同士の隙間を生じさせ難く、かつ、噴射領域同士を重複させ易い。
【００２０】
本発明方法の一形態として、研磨液の研磨材まで到達する間における噴射形状が円錐形であることが挙げられる。
【００２１】
上記の構成によれば、研磨液は、研磨材の幅方向のみならず、長手方向にも広がりながら研磨材の表面に到達する。そして、噴射領域が円形であるので、隣接する噴射領域との重複領域は面で、かつ、広範囲にとることができる。
【００２２】
本発明方法の一形態として、Ｍｇ合金板の表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦１．２μｍ、最大高さＲｍａｘ≦２０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦１２μｍの少なくとも一つを満たすように研磨することが挙げられる。
【００２３】
上記の構成によれば、研磨材の幅方向全体に隙間なく研磨液を行き渡らせることができ、上記の規定を満たす表面粗さにＭｇ合金板の表面を研磨した場合に、Ｍｇ合金板表面の縞模様の発生を抑制することに効果がある。そして、Ｍｇ合金板の表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦０．６μｍ、最大高さＲｍａx≦１０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦６μｍの少なくとも一つを、特に、算術平均粗さＲａ≦０．３μｍ、最大高さＲｍａx≦５μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦３μｍの少なくとも一つを満たすときにより効果的である。
【００２４】
また、本発明のＭｇ合金板は、上述したＭｇ合金板の研磨方法により作製されたＭｇ合金板である。
【００２５】
上記の構成によれば、Ｍｇ合金板は、その表面に縞模様が目立つことなく、金属質感に優れる。
【００２６】
本発明Ｍｇ合金板の一形態として、Ｍｇ合金板は、アルミニウム（以下、Ａｌ）を７質量％以上１２質量％以下含有するマグネシウム合金板からなることが挙げられる。
【００２７】
上記の構成によれば、Ａｌを含有することで、より硬度が高いマグネシウム合金とすることができる。つまり、研磨粉が研磨材に付着し難くなり、目詰まりの発生状態のばらつきを防止しやすくなる。したがって、マグネシウム合金板の表面に縞模様が目立つことなく、金属質感に優れる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のＭｇ合金板の研磨方法は、Ｍｇ合金板を湿式研磨した場合に、Ｍｇ合金板の表面に縞模様が生じないようにすることができる。
【００２９】
また、本発明のＭｇ合金板は、本発明のＭｇ合金板の研磨方法を用いて作製することで、Ｍｇ合金板の表面に縞模様の目立たないものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態１に係る本発明の研磨方法が行われる処理加工ライン全体の模式図である。
【図２】実施形態１に係る本発明の研磨方法に用いる研磨材近傍の部分斜視図である。
【図３】実施形態１に係る本発明の研磨方法に用いる研磨材近傍の上断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。ここでは、長尺なＭｇ合金板に研磨を施すＭｇ合金板の研磨方法およびその後の表面処理方法を説明する。研磨方法は、搬送されるＭｇ合金板に研磨を施す際、研磨材の表面に研磨液の噴射領域が複数形成されるように研磨液を供給する。その際、各噴射領域は、研磨材の幅方向に隙間なく形成されるようにする。そして、その後の表面処理方法として、洗浄、吸水、乾燥の各工程をＭｇ合金板に施し、Ｍｇ合金板は巻き取りロールにて巻き取られ、その全てをインラインで行う。本発明の特徴は、研磨材の表面における局所的な目詰まりの発生を抑制することで、Ｍｇ合金板上で研磨具合に部分的な差が生じないようにする点にある。以下、研磨方法に上記表面処理方法を含めたものを表面加工方法と称し、図１〜３を参照して研磨方法を説明する。その後、表面処理方法、加工対象のＭｇ合金板の順に説明する。
【００３２】
＜表面加工方法＞
［研磨方法］
研磨工程１では、図１に示すように、繰り出しロールＳからＭｇ合金板Ｐを巻き戻して搬送し、その搬送されたＭｇ合金板Ｐに研磨を施す。この研磨加工は、上記Ｍｇ合金板Ｐの表面を、研磨液１３の使用下で研磨材により研磨する。研磨材には研磨ベルト１Ａを使用する。研磨ベルト１Ａの砥粒の粒度は、Ｍｇ合金板Ｐの表面粗さが所望の粗さとなるように適宜選択するとよいが、♯３２０以上が好ましく、♯４００以上、特に♯６００以上がより好ましい。後述する所定の表面粗さに研磨することができれば、研磨材の形態は問わない。例えば、ベルト以外でブラシやホイールの砥石などを研磨材に使用しても構わない。
【００３３】
その上記所定の表面粗さとは、算術平均粗さＲａ≦１．２μｍ、最大高さＲｍａx≦２０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦１２μｍの少なくとも一つを満たすことである。そして、算術平均粗さＲａ≦０．６μｍ、最大高さＲｍａx≦１０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦６μｍのうち少なくとも一つを、特に、算術平均粗さＲａ≦０．３μｍ、最大高さＲｍａx≦５μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦３μｍのうち少なくとも一つを満たすことがより好ましい。
【００３４】
また、本例では、研磨加工を２段階に分けて施す。その場合、例えば、Ｍｇ合金板Ｐの上流側の研磨ベルト１０を♯３２０（♯４００）、下流側の研磨ベルト１１を♯４００（♯６００）のように、２段階の研磨ベルト１Ａは、その砥粒の粒度を、上記下流側を上記上流側より細かくするとよい。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表面をより均一に平滑に研磨することができる。さらに、研磨加工を３段階以上設ける場合であっても、上記２段階の時と同様に、上流側から下流側に向かって砥粒の粒度が細かくなるよう設計するとよい。
【００３５】
この研磨加工は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面に対して施す。ここでは、表裏面に設置される研磨ベルト１ＡはＭｇ合金板Ｐの長手方向に互いにずれて位置する。Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで研磨ベルト１Ａの対向する位置には、基準ロール（図示せず）が設けられている。つまり、上記基準ロールを設けることで、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における研磨量をより均等にし易くできる。そして、上記のずれによって、Ｍｇ合金板Ｐの裏面（鉛直下方側）が先に研磨されるように研磨ベルト１Ａを設置することが好ましい。上記裏面を先に研磨加工する場合、研磨液１３の噴射も上記裏面側が先になるが、その研磨液１３がＭｇ合金板Ｐの表面に回り込むことがないので、上記表裏面で研磨液１３との接触開始位置を制御し易くなる。また、研磨ベルト１ＡがＭｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向するように位置してもよい。また、この研磨ベルト１Ａによる研磨形式は、Ｍｇ合金板Ｐの搬送方向と同じ方向に回転するダウンカットであることが好ましい。そうすることで、より平滑な研磨を施すことができる。但し、研磨効率を求める場合、Ｍｇ合金板Ｐの搬送方向と逆向きに研磨ベルト１Ａが回転するアップカットで行っても構わない。特に、研磨効率と研磨面の平滑性との両立を考慮すると、上流側の研磨ベルト１０をアップカットとし、下流側の研磨ベルト１１をダウンカットとしてもよい。
【００３６】
そして、研磨を行う際、研磨液１３は、図２に示すように、研磨ベルト１０、１１のそれぞれに対してＭｇ合金板Ｐの上流側及び下流側に配置されたスプレーノズル１２から、研磨液１３が、研磨ベルト１０、１１の幅方向（図１に対し、紙面に鉛直方向、以下同様）に隙間なく噴射される。本例では、研磨ベルト１Ａの幅に対応する長さを有する棒状のスプレーノズル１２に、拡散ノズル１４を取り付けた複数の噴射口が、上記幅方向に等間隔に並んで設けられ、それらの噴射口から上記研磨液１３が研磨ベルト１Ａの表面に向かって噴射される。この研磨液１３は、研磨ベルト１０、１１に向かって、Ｍｇ合金板Ｐと平行になるように噴射されてもよいし、Ｍｇ合金板Ｐ側に傾斜する俯角に噴射されてもよい。前者の場合、研磨ベルト１０、１１の幅方向に研磨液が広がり易い点で好ましく、後者の場合、研磨ベルト１０、１１とＭｇ合金板Ｐとの接触箇所に研磨液をより供給し易い点で好ましい。また、研磨ベルト１０、１１の走行に伴って、Ｍｇ合金板Ｐと研磨ベルト１０、１１との間に研磨液１３を引き込む側に設けられたスプレーノズルをメイン、その反対側に設けられたスプレーノズルをサブとする。よって、ダウンカット（アップカット）において上流側（下流側）をメイン、下流側（上流側）をサブとし、ダウンカット（アップカット）において、上流側（下流側）にメインスプレーノズル１２ａを設けることにより、研磨によるＭｇ合金板Ｐと研磨ベルト１０、１１の摩擦熱および摩擦抵抗を低減することも勿論できる。また、上記噴射口の数や各噴射口同士の間隔は、研磨液１３を研磨材の表面全域に行き渡るように、後述する噴射領域の重複領域や噴射形状により適宜選択するとよい。
【００３７】
研磨液１３は、研磨ベルト１０、１１の表面上における幅方向に隙間なく噴射されていれば構わないが、本例のように、隣接する研磨液１３の噴射領域同士が、上記研磨ベルト１０、１１の表面上で一部重複するように噴射されることが好ましい。そして、図３に示すように、一つの噴射口から噴射される研磨液１３の研磨ベルト１０、１１の表面上における噴射領域の幅をＬとすると、その重複している領域、即ち、重複領域は、Ｌ×１／２以下であることが好ましい。というのも、研磨液１３は、噴射領域の中心部から外側、つまり、隣接する噴射領域に向かって供給密度（単位時間の単位面積当たりにおける研磨液の供給量、以下同様）が減少していく。そして、重複領域がＬ×１／２以下のとき、隣接する二つの噴射領域から一つの重複領域が構成される。つまり、その重複領域は、上記規定の範囲のとき、研磨液の供給密度が相対的に低い箇所は相対的に高い箇所と、同様に、高い箇所は低い箇所と重複する。そのため、上記重複領域は、Ｌ×１／２であれば、特に好ましい。したがって、研磨ベルト１０、１１の表面の幅方向における研磨液１３の噴射状態の差が緩和されて、研磨ベルト１０、１１の表面における局所的な目詰まりの発生を抑制することができるので、Ｍｇ合金板Ｐの表面に生じる縞模様をより一層効果的に抑制することができる。
【００３８】
上記のように研磨液１３が重複するよう、研磨液１３は、噴射口から上記研磨ベルト１０、１１に到達する間における噴射形状（噴射された研磨液を立体的に三次元で見たときの形状、以下同様）が扁平な三角形であることが好ましい。この場合、研磨液１３は、噴射口から上記幅方向に広がりながら研磨ベルト１０、１１の表面に到達する。つまり、一度に上記幅方向の広範囲を噴射することができる点で好ましい。そして、上記のように、噴射形状が扁平な形状の場合、噴射領域の幅が、上記幅方向に並ぶように噴射されることが好ましい。そうすることで、上記幅方向に隙間なく噴射させやすいうえに、噴射領域同士を重複させやすい。また、その噴射形状が円錐形であってもよい。この場合上記幅方向のみならず、研磨ベルト１Ａの長手方向（図１に対し、Ｍｇ合金板Ｐに鉛直方向）にも広がりながら同ベルトの表面に到達する。そして、噴射領域が円形であるので、隣接する噴射領域との重複領域は面で、かつ、広範囲にとることができる点で好ましい。また、噴射形状が上記のように錐体である場合、噴射領域同士が重複する際に、各重複領域における噴射状態のばらつきが生じないように、研磨液１３を噴射するとよい。
【００３９】
また、ダウンカット（アップカット）の場合、上記研磨ベルト１０、１１のそれぞれの下流側（上流側）においては、サブスプレーノズル１２ｂが設けられていなくても構わない。但し、図１や２のように、ダウンカット（アップカット）では、下流側（上流側）にサブスプレーノズル１２ｂを設けることが、より一層研磨箇所の摩擦抵抗と摩擦熱の低減を図ることができる点で好ましい。そして、このサブスプレーノズル１２ｂを設ける場合、そのノズルからの研磨液の噴射態様は、メインスプレーノズル１２ａと異なる態様でも構わない。例えば、下流側（上流側）のサブスプレーノズル１２ｂからは、Ｍｇ合金板Ｐの上に研磨液１３を噴射してもよい。そうすることで、研磨粉を効率的に洗い流すことができる。また、研磨ベルト１０、１１やＭｇ合金板Ｐの表面のいずれに研磨液１３を噴射するにせよ、研磨液１３の噴射領域同士に、隙間があっても構わないし、噴射領域同士が重複していなくても構わない。そして、研磨液１３の噴射形状が、扁平な三角形や円錐形でなく円柱形などであっても構わない。但し、上記で述べたように、ダウンカット（アップカット）における下流側（上流側）であっても、上記隙間はない方が、上記噴射領域同士は重複している方が、そして、上記噴射形状は扁平な三角形や円錐形などの立体形である方が好ましい。
【００４０】
そして、この研磨液１３は、研磨によるＭｇ合金板Ｐと研磨ベルト１Ａの摩擦熱および摩擦抵抗を低減できるものであることが好ましい。その他に、Ｍｇ合金板Ｐと反応しにくい研磨液であることがより好ましい。また、研磨液１３を使用することで、研磨対象がＭｇ合金のように活性な物質であっても研磨粉が粉塵爆発することを防ぐことができる。
【００４１】
｛表面処理方法｝
上記研磨加工後に、後述する洗浄、吸水、乾燥の各工程を施すことが、Ｍｇ合金板表面の腐食の点を考慮すると好ましい。以下、その点について上記各工程を、図１より説明する。
【００４２】
（洗浄工程）
洗浄工程２では、上記研磨加工を施したＭｇ合金板Ｐに付着している研磨液１３や研磨粉を洗浄液２１により洗い流す。本例では、洗浄液２１には、水を使用する。この洗浄液２１は、研磨液１３を洗い流せて、研磨対象と反応しないものであれば特に問わない。
【００４３】
そして、この洗浄工程２では、洗浄液２１を吹き出す洗浄ノズル２０は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向する位置にある。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における液の除去程度に殆ど差が生じることなく研磨液１３を洗い流すことができ、上記研磨ベルト１ＡのずれによるＭｇ合金板Ｐの表裏面における液に接触している時間の差は許容できる。また、上記研磨ベルト１Ａと同様に、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における洗浄ノズル２０がＭｇ合金板Ｐの長手方向にずれて位置していてもよい。そうすれば、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難くすることができる。
【００４４】
（吸水工程）
吸水工程３では、洗浄工程２を経たＭｇ合金板Ｐに付着している洗浄液２１を除去する。洗浄液２１の除去には、スポンジ製の吸水ロール３０のように、十分に除去することが可能なものを使用することが好適である。この吸水ロール３０は、Ｍｇ合金板Ｐの幅と同等以上の幅を有していることが好ましい。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐに付着した洗浄液のＭｇ合金板Ｐにおける幅方向に拭き残しが生じず、均一な拭き取りを行うことができる。
【００４５】
また、吸水ロール３０は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向する位置に設置する。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における液の除去程度に差が生じることなく洗浄液２１を拭き取ることができるので、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難い。また、上記研磨ベルト１Ａと同様に上記洗浄ノズル２０がＭｇ合金板Ｐの長手方向にずれている場合は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における吸水ロール３０も同様に長手方向にずれるように設置してもよい。その場合であっても、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難くすることができる。そして、この吸水工程３は、３段階以上設けてあっても構わない。そうすることで、より確実に洗浄液２１を除去することができる。
【００４６】
（乾燥工程）
乾燥工程４では、吸水工程３後、Ｍｇ合金板Ｐに洗浄液２１が残存している可能性があるので、その洗浄液２１が残存しないように、洗浄液２１を乾かす。乾かす手段として、エアブローが好適である。特に４０℃以上の温風であればより好ましい。
【００４７】
この乾燥工程４も、吸水工程３と同様に、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向する位置にエア４１を吹き出す送風口４０を設置する。そうすることで、たとえＭｇ合金板Ｐの表面に洗浄液２１が残存していても、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面で同じ位置で乾かすことができるので、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難い。また、上述したように吸水ロール３０がＭｇ合金板Ｐの長手方向にずれている場合は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における送風口４０も同様に長手方向にずれるように設置してもよい。その場合であっても、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難くすることができる。
【００４８】
本例では、エアブローは１段階しか設けていないが、より確実に洗浄液２１を除去しようとするなら、乾燥工程４を２段階設けておくことが好ましい。その場合、上流側、下流側の少なくとも一方の乾燥工程を４０℃以上の温風とすることが乾燥効率の点で好ましい。そして、上流側のエアの温度を４０℃以上とし、下流側のエアの温度を上流側の温度よりも低くすれば、２段階のエアで乾燥の確実性を高めながら、両段階のエアを４０℃以上とする場合に比べて乾燥工程４での消費エネルギーを削減できる。
【００４９】
（その他）
上記各工程は、インラインで行われる。例えば、耐食性に優れるＭｇ合金板である場合は、インラインでなくても構わない。但し、インラインの場合、表面加工を手間無く実施することができる点で好ましい。また、上記各工程が、インラインで行われる際、上記腐食の点を考慮した場合、Ｍｇ合金板Ｐの搬送速度は速い方が好ましい。その場合、その速度は５ｍ／ｍｉｎ以上、特に１０ｍ／ｍｉｎ以上であることがより好ましい。
【００５０】
（吸液工程）
さらに上記腐食の点を考慮すると、研磨工程１と洗浄工程２の間に、研磨液１３を除去するための吸液工程を具えていることが好ましい。研磨液１３が洗浄液２１によって洗い流される前に、例えば、吸水工程３で使用した吸水ロール３０と同様のスポンジからなる吸液ロールで、研磨液１３を除去することで、Ｍｇ合金板Ｐの表面が研磨液１３に接触している時間を極力短くすることができる。したがって、Ｍｇ合金板Ｐの腐食をより抑えることができる。この吸液ロールも、Ｍｇ合金板Ｐと同等もしくは同等以上の幅を有していることが好ましい。また、本例のように研磨加工を２段階に分けて施す場合、各段階間、つまり研磨ベルト１０と研磨ベルト１１の間でも上記吸液ロールを設けてあると、よりいっそうＭｇ合金板Ｐが研磨液１３に接触している時間を短くすることができるので好ましい。
【００５１】
＜被加工材＞
上記の表面加工方法を施すこのＭｇ合金板Ｐは、鋳造より得られたものに圧延を施したものが好適である。その他に、鋳造材、圧延材にレベラー加工を施したもの、を被加工材としてもよい。また、それらの被加工材は、圧延前に溶体化処理を施しておいても構わない。
【００５２】
［形状］
本例では、コイル状に巻き取った長尺のＭｇ合金板Ｐを使用するが、特に加工対象に関して限定はされないので、例えば、短尺板であってもよい。例えば、コイルにするなら、連続鋳造で、短尺板なら、ダイカストなどで成形するとよい。また、長尺板を必要サイズにカットして短尺板を作製してもよい。
【００５３】
［組成］
そして、上記のＭｇ合金板Ｐには、Ｍｇに種々の元素を添加したものが挙げられる。添加元素は、例えば、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｙ、Ｚｒなどの元素群のうち少なくとも一種の元素が挙げられる。また、上記元素群から選択される複数の元素を含有していてもよい。具体的には、ＡＳＴＭ規格におけるＡＺ系なら例えばＡＺ３１、ＡＺ６１、ＡＺ９１などを、ＡＭ系なら例えばＡＭ６０などを、その他、ＡＳ系、ＺＫ系などのＭｇ合金を利用することができる。特に、Ａｌを７質量％〜１２質量％含有するＭｇ合金系は耐食性が高く、高強度である点で好適である。したがって、粘り気が少なく、研磨粉が研磨材に付着しにくいため、上記目詰まり度合いのばらつきを防止しやすくなる。
【００５４】
＜作用効果＞
上述した実施形態に係るＭｇ合金板Ｐの研磨方法によれば、Ｍｇ合金板Ｐの表面を平滑に湿式研磨した場合、研磨ベルト１Ａの幅方向に対する研磨液１３の噴射状態のばらつきを緩和することができるので、研磨ベルト１Ａの表面における局所的な目詰まりの発生を抑制することができる。したがって、Ｍｇ合金板Ｐの表面に縞模様の発生を抑制することができるので、金属質感に優れるＭｇ合金板を得易い。
【００５５】
＜試験例＞
試験例として、Ｍｇ合金板Ｐをコイル状に巻いたものを用意し、そのＭｇ合金板Ｐを図１に示す表面加工方法の手順で、研磨ベルトにおける砥粒を様々な粒度、及び、様々な研磨液の噴射形状で研磨加工を施した。研磨加工後、表面処理方法を施してから巻き取りロールＥにて巻き取られたＭｇ合金板Ｐの表面粗さを測定した。そして、そのＭｇ合金板Ｐの表面を目視し、縞模様の発生具合を比較した。
【００５６】
加工対象として、Ｍｇ合金板Ｐは、Ｍｇ−９．０質量％Ａｌ−１．０質量％Ｚｎを含有するＡＺ９１相当の組成を持ち、双ロール連続鋳造より作製されたＭｇ合金板を、コイル状に巻き取ったものを使用する。そのＭｇ合金コイルに、以下に示す表面加工条件で表面加工を施す。そして、研磨ベルトにおける砥粒の粒度および研磨液の重複領域を種々変更して、試料１〜１８を作製した。但し、試料１〜３は、重複領域はなしで隙間もなし、試料４〜６は、重複領域が噴射領域の１／４倍、試料７〜１２は、重複領域が噴射領域の１／２倍、試料１３〜１５は、重複領域なしで隙間が噴射領域の５倍、試料１６〜１８は重複領域なしで隙間が噴射領域の１／４倍、とする。なお、各噴射領域同士に隙間がある試料は、下記の表１の重複領域の欄において、−（マイナス）で表す。
【００５７】
［［表面加工条件］］
研磨方法：湿式ベルト研磨
砥粒の最終番手：試料１、４、７、１０、１３、１６−♯３２０
試料２、５、８、１１、１４、１７−♯４００
試料３、６、９、１２、１５、１８−♯６００
研磨液の噴射形状：試料１〜９、１６〜１８−三角形
試料１０〜１２−円錐形
試料１３〜１５−円柱形
Ｍｇ合金板の搬送速度：５ｍ／ｍｉｎ
研磨ベルトの周速：１２００ｍ／ｍｉｎ
Ｍｇ合金板の幅：２００ｍｍ
研磨液の温度：４０℃
洗浄液の温度：４０℃
乾燥工程：４０℃のエアブロー
【００５８】
そして、試料１〜１８の表面粗さを測定し、その表面を観察した。その結果を表１に示す。この表における○の表記は、縞模様がない金属質感に優れた表面であり、×の表記は、縞模様が生じたという意味を表す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
＜結果＞
試験例での表面加工後、試料１、４、５、７〜１２は、その表面に縞模様の発生は見られなかった。試料２、３、６、１３〜１８は、その表面に縞模様が発生した。試料２、３、６に関しては、表面が平滑な割に研磨液の重複領域が十分でなく、縞模様が発生する結果となったと考えられる。試料１３〜１８に関しては、研磨液の噴射領域が重複しておらず、研磨材の表面における幅方向に対する研磨液の噴射状態にばらつきが生じた。その結果、研磨材における目詰まりが研磨材表面に局所的に生じ、Ｍｇ合金板上で研磨具合の部分的な差が生じたからであると考えられる。そして、Ｍｇ合金板の表面粗さを測定したところ、同じ表面粗さ同士では、研磨液の重複領域が広いほど、縞模様が発生せず、また、表面が平滑になるほど、研磨液の重複領域を広くする必要があることがわかった。
【００６１】
なお、上述した実施の形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のＭｇ合金板の研磨方法は、Ｍｇ合金板の表面を平滑に湿式研磨する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
Ｓ 繰り出しロール
Ｐ Ｍｇ合金板
１ 研磨工程 １Ａ、１０、１１ 研磨ベルト １２ スプレーノズル
１２ａ メインスプレーノズル １２ｂ サブスプレーノズル １３ 研磨液
１４ 拡散ノズル
２ 洗浄工程 ２０ 洗浄ノズル ２１ 洗浄液
３ 吸水工程 ３０ 吸水ロール
４ 乾燥工程 ４０ 送風口 ４１ エア
Ｅ 巻き取りロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金板の研磨方法およびその研磨方法により作製されたマグネシウム合金板に関するものである。特に、マグネシウム合金板の表面を湿式研磨した場合に、その表面に縞模様が目立つことがないようにすることができる研磨方法およびその研磨方法によって作製されたマグネシウム合金板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、マグネシウム（以下、Ｍｇ）合金板が、携帯電話やノートパソコンの筺体などに利用されてきている。例えば、特許文献１には、微細な凹凸加工を後工程で均一にＭｇ合金板に施すことができるよう、Ｍｇ合金の圧延材に対して、予備加工として、研磨加工を施すことが記載されている。その研磨加工の代表例として、湿式ベルト式研磨が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２０８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、より金属質感の高いＭｇ合金板に対するニーズがある。このようなニーズに対応するため、上記研磨加工の条件について試行した。その結果、Ｍｇ合金板の表面を湿式研磨加工すると、Ｍｇ合金板表面に縞模様が目立つ場合があり、この縞模様の存在がＭｇ合金板の金属質感の向上に対する阻害要因となり得ることが判明した。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、Ｍｇ合金板の表面を湿式研磨した場合に、その表面に縞模様が目立たないようにすることができるＭｇ合金板の研磨方法を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、上記本発明の研磨方法によって作製されたＭｇ合金板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、Ｍｇ合金板の表面に生じる縞模様の原因を鋭意検討した。その結果、次の知見を得た。
【０００８】
（１）Ｍｇ合金板表面を湿式研磨すれば、研磨材のうち直接研磨液がかかる箇所とかからない箇所とで研磨粉が除去される度合いが異なり、研磨材の目詰まり度合いにばらつきが生じる。そして、その局所的に目詰まりが生じた研磨材の表面形態がＭｇ合金板に転写されて、研磨具合に差が生じ、Ｍｇ合金板の表面に縞模様を生じさせる一因となる。
【０００９】
（２）この転写によって生じる縞模様は、Ｍｇ合金板の表面が粗ければ比較的目立ち難いが、同表面の平滑性を高めるほど顕著に目立つ。
【００１０】
（３）縞模様は、表面を平滑にする場合、研磨液量が少量であるほど生じ易い。
【００１１】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたもので、研磨材の表面における局所的な目詰まりの発生を抑制することで上記の目的を達成する。
【００１２】
本発明のＭｇ合金板の研磨方法は、搬送されるＭｇ合金板の表面を、研磨液の使用下で研磨材により研磨する研磨工程を具える。そして、その研磨液は、研磨材の表面に複数の噴射領域が研磨材の幅方向に隙間なく形成されるように噴射される。
【００１３】
上記の構成によれば、研磨材の幅方向に対する研磨液の噴射状態のばらつきを緩和する。そして、研磨材の表面における局所的な目詰まりの発生を抑制することができる。つまり、Ｍｇ合金板上で研磨具合の部分的な差が生じることなく、均一に研磨を施すことができる。したがって、Ｍｇ合金板表面に生じる縞模様を抑制することができる。
【００１４】
本発明方法の一形態として、研磨液は、隣接する各噴射領域同士が、上記幅方向に一部重複するように噴射されることが挙げられる。
【００１５】
上記の構成によれば、研磨材の幅方向に対する研磨液の噴射状態のばらつきをより確実に防止できる。
【００１６】
本発明方法の一形態として、研磨液は、隣接する各噴射領域同士が、上記幅方向に一部重複するように噴射され、そして、その重複する領域を重複領域として、噴射領域における上記幅方向の長さをＬとすると、重複領域における上記幅方向の長さが、Ｌ×１／２以下であることが挙げられる。
【００１７】
上記の構成によれば、重複領域がＬ×１／２以下のとき、隣接する二つの噴射領域から一つの重複領域が構成される。そして、その重複領域は、上記規定の範囲のとき、研磨液の供給密度が相対的に低い箇所は相対的に高い箇所と、同様に、高い箇所は低い箇所と重複する。したがって、研磨材の幅方向に対する研磨液の噴射状態のばらつきをより一層低減することができる。
【００１８】
本発明方法の一形態として、研磨液の研磨材まで到達する間における噴射形状が扁平な三角形であることが挙げられる。
【００１９】
上記の構成によれば、研磨液は、噴射源から上記幅方向に広がりながら研磨材表面に到達する。つまり、研磨材表面の幅方向に、隣接する研磨液の噴射領域同士の隙間を生じさせ難く、かつ、噴射領域同士を重複させ易い。
【００２０】
本発明方法の一形態として、研磨液の研磨材まで到達する間における噴射形状が円錐形であることが挙げられる。
【００２１】
上記の構成によれば、研磨液は、研磨材の幅方向のみならず、長手方向にも広がりながら研磨材の表面に到達する。そして、噴射領域が円形であるので、隣接する噴射領域との重複領域は面で、かつ、広範囲にとることができる。
【００２２】
本発明方法の一形態として、Ｍｇ合金板の表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦１．２μｍ、最大高さＲｍａｘ≦２０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦１２μｍの少なくとも一つを満たすように研磨することが挙げられる。
【００２３】
上記の構成によれば、研磨材の幅方向全体に隙間なく研磨液を行き渡らせることができ、上記の規定を満たす表面粗さにＭｇ合金板の表面を研磨した場合に、Ｍｇ合金板表面の縞模様の発生を抑制することに効果がある。そして、Ｍｇ合金板の表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦０．６μｍ、最大高さＲｍａx≦１０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦６μｍの少なくとも一つを、特に、算術平均粗さＲａ≦０．３μｍ、最大高さＲｍａx≦５μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦３μｍの少なくとも一つを満たすときにより効果的である。
【００２４】
また、本発明のＭｇ合金板は、上述したＭｇ合金板の研磨方法により作製されたＭｇ合金板である。
【００２５】
上記の構成によれば、Ｍｇ合金板は、その表面に縞模様が目立つことなく、金属質感に優れる。
【００２６】
本発明Ｍｇ合金板の一形態として、Ｍｇ合金板は、アルミニウム（以下、Ａｌ）を７質量％以上１２質量％以下含有するマグネシウム合金板からなることが挙げられる。
【００２７】
上記の構成によれば、Ａｌを含有することで、より硬度が高いマグネシウム合金とすることができる。つまり、研磨粉が研磨材に付着し難くなり、目詰まりの発生状態のばらつきを防止しやすくなる。したがって、マグネシウム合金板の表面に縞模様が目立つことなく、金属質感に優れる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のＭｇ合金板の研磨方法は、Ｍｇ合金板を湿式研磨した場合に、Ｍｇ合金板の表面に縞模様が生じないようにすることができる。
【００２９】
また、本発明のＭｇ合金板は、本発明のＭｇ合金板の研磨方法を用いて作製することで、Ｍｇ合金板の表面に縞模様の目立たないものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態１に係る本発明の研磨方法が行われる処理加工ライン全体の模式図である。
【図２】実施形態１に係る本発明の研磨方法に用いる研磨材近傍の部分斜視図である。
【図３】実施形態１に係る本発明の研磨方法に用いる研磨材近傍の上断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。ここでは、長尺なＭｇ合金板に研磨を施すＭｇ合金板の研磨方法およびその後の表面処理方法を説明する。研磨方法は、搬送されるＭｇ合金板に研磨を施す際、研磨材の表面に研磨液の噴射領域が複数形成されるように研磨液を供給する。その際、各噴射領域は、研磨材の幅方向に隙間なく形成されるようにする。そして、その後の表面処理方法として、洗浄、吸水、乾燥の各工程をＭｇ合金板に施し、Ｍｇ合金板は巻き取りロールにて巻き取られ、その全てをインラインで行う。本発明の特徴は、研磨材の表面における局所的な目詰まりの発生を抑制することで、Ｍｇ合金板上で研磨具合に部分的な差が生じないようにする点にある。以下、研磨方法に上記表面処理方法を含めたものを表面加工方法と称し、図１〜３を参照して研磨方法を説明する。その後、表面処理方法、加工対象のＭｇ合金板の順に説明する。
【００３２】
＜表面加工方法＞
［研磨方法］
研磨工程１では、図１に示すように、繰り出しロールＳからＭｇ合金板Ｐを巻き戻して搬送し、その搬送されたＭｇ合金板Ｐに研磨を施す。この研磨加工は、上記Ｍｇ合金板Ｐの表面を、研磨液１３の使用下で研磨材により研磨する。研磨材には研磨ベルト１Ａを使用する。研磨ベルト１Ａの砥粒の粒度は、Ｍｇ合金板Ｐの表面粗さが所望の粗さとなるように適宜選択するとよいが、♯３２０以上が好ましく、♯４００以上、特に♯６００以上がより好ましい。後述する所定の表面粗さに研磨することができれば、研磨材の形態は問わない。例えば、ベルト以外でブラシやホイールの砥石などを研磨材に使用しても構わない。
【００３３】
その上記所定の表面粗さとは、算術平均粗さＲａ≦１．２μｍ、最大高さＲｍａx≦２０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦１２μｍの少なくとも一つを満たすことである。そして、算術平均粗さＲａ≦０．６μｍ、最大高さＲｍａx≦１０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦６μｍのうち少なくとも一つを、特に、算術平均粗さＲａ≦０．３μｍ、最大高さＲｍａx≦５μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦３μｍのうち少なくとも一つを満たすことがより好ましい。
【００３４】
また、本例では、研磨加工を２段階に分けて施す。その場合、例えば、Ｍｇ合金板Ｐの上流側の研磨ベルト１０を♯３２０（♯４００）、下流側の研磨ベルト１１を♯４００（♯６００）のように、２段階の研磨ベルト１Ａは、その砥粒の粒度を、上記下流側を上記上流側より細かくするとよい。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表面をより均一に平滑に研磨することができる。さらに、研磨加工を３段階以上設ける場合であっても、上記２段階の時と同様に、上流側から下流側に向かって砥粒の粒度が細かくなるよう設計するとよい。
【００３５】
この研磨加工は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面に対して施す。ここでは、表裏面に設置される研磨ベルト１ＡはＭｇ合金板Ｐの長手方向に互いにずれて位置する。Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで研磨ベルト１Ａの対向する位置には、基準ロール（図示せず）が設けられている。つまり、上記基準ロールを設けることで、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における研磨量をより均等にし易くできる。そして、上記のずれによって、Ｍｇ合金板Ｐの裏面（鉛直下方側）が先に研磨されるように研磨ベルト１Ａを設置することが好ましい。上記裏面を先に研磨加工する場合、研磨液１３の噴射も上記裏面側が先になるが、その研磨液１３がＭｇ合金板Ｐの表面に回り込むことがないので、上記表裏面で研磨液１３との接触開始位置を制御し易くなる。また、研磨ベルト１ＡがＭｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向するように位置してもよい。また、この研磨ベルト１Ａによる研磨形式は、Ｍｇ合金板Ｐの搬送方向と同じ方向に回転するダウンカットであることが好ましい。そうすることで、より平滑な研磨を施すことができる。但し、研磨効率を求める場合、Ｍｇ合金板Ｐの搬送方向と逆向きに研磨ベルト１Ａが回転するアップカットで行っても構わない。特に、研磨効率と研磨面の平滑性との両立を考慮すると、上流側の研磨ベルト１０をアップカットとし、下流側の研磨ベルト１１をダウンカットとしてもよい。
【００３６】
そして、研磨を行う際、研磨液１３は、図２に示すように、研磨ベルト１０、１１のそれぞれに対してＭｇ合金板Ｐの上流側及び下流側に配置されたスプレーノズル１２から、研磨液１３が、研磨ベルト１０、１１の幅方向（図１に対し、紙面に鉛直方向、以下同様）に隙間なく噴射される。本例では、研磨ベルト１Ａの幅に対応する長さを有する棒状のスプレーノズル１２に、拡散ノズル１４を取り付けた複数の噴射口が、上記幅方向に等間隔に並んで設けられ、それらの噴射口から上記研磨液１３が研磨ベルト１Ａの表面に向かって噴射される。この研磨液１３は、研磨ベルト１０、１１に向かって、Ｍｇ合金板Ｐと平行になるように噴射されてもよいし、Ｍｇ合金板Ｐ側に傾斜する俯角に噴射されてもよい。前者の場合、研磨ベルト１０、１１の幅方向に研磨液が広がり易い点で好ましく、後者の場合、研磨ベルト１０、１１とＭｇ合金板Ｐとの接触箇所に研磨液をより供給し易い点で好ましい。また、研磨ベルト１０、１１の走行に伴って、Ｍｇ合金板Ｐと研磨ベルト１０、１１との間に研磨液１３を引き込む側に設けられたスプレーノズルをメイン、その反対側に設けられたスプレーノズルをサブとする。よって、ダウンカット（アップカット）において上流側（下流側）をメイン、下流側（上流側）をサブとし、ダウンカット（アップカット）において、上流側（下流側）にメインスプレーノズル１２ａを設けることにより、研磨によるＭｇ合金板Ｐと研磨ベルト１０、１１の摩擦熱および摩擦抵抗を低減することも勿論できる。また、上記噴射口の数や各噴射口同士の間隔は、研磨液１３を研磨材の表面全域に行き渡るように、後述する噴射領域の重複領域や噴射形状により適宜選択するとよい。
【００３７】
研磨液１３は、研磨ベルト１０、１１の表面上における幅方向に隙間なく噴射されていれば構わないが、本例のように、隣接する研磨液１３の噴射領域同士が、上記研磨ベルト１０、１１の表面上で一部重複するように噴射されることが好ましい。そして、図３に示すように、一つの噴射口から噴射される研磨液１３の研磨ベルト１０、１１の表面上における噴射領域の幅をＬとすると、その重複している領域、即ち、重複領域は、Ｌ×１／２以下であることが好ましい。というのも、研磨液１３は、噴射領域の中心部から外側、つまり、隣接する噴射領域に向かって供給密度（単位時間の単位面積当たりにおける研磨液の供給量、以下同様）が減少していく。そして、重複領域がＬ×１／２以下のとき、隣接する二つの噴射領域から一つの重複領域が構成される。つまり、その重複領域は、上記規定の範囲のとき、研磨液の供給密度が相対的に低い箇所は相対的に高い箇所と、同様に、高い箇所は低い箇所と重複する。そのため、上記重複領域は、Ｌ×１／２であれば、特に好ましい。したがって、研磨ベルト１０、１１の表面の幅方向における研磨液１３の噴射状態の差が緩和されて、研磨ベルト１０、１１の表面における局所的な目詰まりの発生を抑制することができるので、Ｍｇ合金板Ｐの表面に生じる縞模様をより一層効果的に抑制することができる。
【００３８】
上記のように研磨液１３が重複するよう、研磨液１３は、噴射口から上記研磨ベルト１０、１１に到達する間における噴射形状（噴射された研磨液を立体的に三次元で見たときの形状、以下同様）が扁平な三角形であることが好ましい。この場合、研磨液１３は、噴射口から上記幅方向に広がりながら研磨ベルト１０、１１の表面に到達する。つまり、一度に上記幅方向の広範囲を噴射することができる点で好ましい。そして、上記のように、噴射形状が扁平な形状の場合、噴射領域の幅が、上記幅方向に並ぶように噴射されることが好ましい。そうすることで、上記幅方向に隙間なく噴射させやすいうえに、噴射領域同士を重複させやすい。また、その噴射形状が円錐形であってもよい。この場合上記幅方向のみならず、研磨ベルト１Ａの長手方向（図１に対し、Ｍｇ合金板Ｐに鉛直方向）にも広がりながら同ベルトの表面に到達する。そして、噴射領域が円形であるので、隣接する噴射領域との重複領域は面で、かつ、広範囲にとることができる点で好ましい。また、噴射形状が上記のように錐体である場合、噴射領域同士が重複する際に、各重複領域における噴射状態のばらつきが生じないように、研磨液１３を噴射するとよい。
【００３９】
また、ダウンカット（アップカット）の場合、上記研磨ベルト１０、１１のそれぞれの下流側（上流側）においては、サブスプレーノズル１２ｂが設けられていなくても構わない。但し、図１や２のように、ダウンカット（アップカット）では、下流側（上流側）にサブスプレーノズル１２ｂを設けることが、より一層研磨箇所の摩擦抵抗と摩擦熱の低減を図ることができる点で好ましい。そして、このサブスプレーノズル１２ｂを設ける場合、そのノズルからの研磨液の噴射態様は、メインスプレーノズル１２ａと異なる態様でも構わない。例えば、下流側（上流側）のサブスプレーノズル１２ｂからは、Ｍｇ合金板Ｐの上に研磨液１３を噴射してもよい。そうすることで、研磨粉を効率的に洗い流すことができる。また、研磨ベルト１０、１１やＭｇ合金板Ｐの表面のいずれに研磨液１３を噴射するにせよ、研磨液１３の噴射領域同士に、隙間があっても構わないし、噴射領域同士が重複していなくても構わない。そして、研磨液１３の噴射形状が、扁平な三角形や円錐形でなく円柱形などであっても構わない。但し、上記で述べたように、ダウンカット（アップカット）における下流側（上流側）であっても、上記隙間はない方が、上記噴射領域同士は重複している方が、そして、上記噴射形状は扁平な三角形や円錐形などの立体形である方が好ましい。
【００４０】
そして、この研磨液１３は、研磨によるＭｇ合金板Ｐと研磨ベルト１Ａの摩擦熱および摩擦抵抗を低減できるものであることが好ましい。その他に、Ｍｇ合金板Ｐと反応しにくい研磨液であることがより好ましい。また、研磨液１３を使用することで、研磨対象がＭｇ合金のように活性な物質であっても研磨粉が粉塵爆発することを防ぐことができる。
【００４１】
｛表面処理方法｝
上記研磨加工後に、後述する洗浄、吸水、乾燥の各工程を施すことが、Ｍｇ合金板表面の腐食の点を考慮すると好ましい。以下、その点について上記各工程を、図１より説明する。
【００４２】
（洗浄工程）
洗浄工程２では、上記研磨加工を施したＭｇ合金板Ｐに付着している研磨液１３や研磨粉を洗浄液２１により洗い流す。本例では、洗浄液２１には、水を使用する。この洗浄液２１は、研磨液１３を洗い流せて、研磨対象と反応しないものであれば特に問わない。
【００４３】
そして、この洗浄工程２では、洗浄液２１を吹き出す洗浄ノズル２０は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向する位置にある。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における液の除去程度に殆ど差が生じることなく研磨液１３を洗い流すことができ、上記研磨ベルト１ＡのずれによるＭｇ合金板Ｐの表裏面における液に接触している時間の差は許容できる。また、上記研磨ベルト１Ａと同様に、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における洗浄ノズル２０がＭｇ合金板Ｐの長手方向にずれて位置していてもよい。そうすれば、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難くすることができる。
【００４４】
（吸水工程）
吸水工程３では、洗浄工程２を経たＭｇ合金板Ｐに付着している洗浄液２１を除去する。洗浄液２１の除去には、スポンジ製の吸水ロール３０のように、十分に除去することが可能なものを使用することが好適である。この吸水ロール３０は、Ｍｇ合金板Ｐの幅と同等以上の幅を有していることが好ましい。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐに付着した洗浄液のＭｇ合金板Ｐにおける幅方向に拭き残しが生じず、均一な拭き取りを行うことができる。
【００４５】
また、吸水ロール３０は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向する位置に設置する。そうすることで、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における液の除去程度に差が生じることなく洗浄液２１を拭き取ることができるので、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難い。また、上記研磨ベルト１Ａと同様に上記洗浄ノズル２０がＭｇ合金板Ｐの長手方向にずれている場合は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における吸水ロール３０も同様に長手方向にずれるように設置してもよい。その場合であっても、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難くすることができる。そして、この吸水工程３は、３段階以上設けてあっても構わない。そうすることで、より確実に洗浄液２１を除去することができる。
【００４６】
（乾燥工程）
乾燥工程４では、吸水工程３後、Ｍｇ合金板Ｐに洗浄液２１が残存している可能性があるので、その洗浄液２１が残存しないように、洗浄液２１を乾かす。乾かす手段として、エアブローが好適である。特に４０℃以上の温風であればより好ましい。
【００４７】
この乾燥工程４も、吸水工程３と同様に、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面を挟んで対向する位置にエア４１を吹き出す送風口４０を設置する。そうすることで、たとえＭｇ合金板Ｐの表面に洗浄液２１が残存していても、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面で同じ位置で乾かすことができるので、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難い。また、上述したように吸水ロール３０がＭｇ合金板Ｐの長手方向にずれている場合は、Ｍｇ合金板Ｐの表裏面における送風口４０も同様に長手方向にずれるように設置してもよい。その場合であっても、表裏面で液に接触している時間に差が生じ難くすることができる。
【００４８】
本例では、エアブローは１段階しか設けていないが、より確実に洗浄液２１を除去しようとするなら、乾燥工程４を２段階設けておくことが好ましい。その場合、上流側、下流側の少なくとも一方の乾燥工程を４０℃以上の温風とすることが乾燥効率の点で好ましい。そして、上流側のエアの温度を４０℃以上とし、下流側のエアの温度を上流側の温度よりも低くすれば、２段階のエアで乾燥の確実性を高めながら、両段階のエアを４０℃以上とする場合に比べて乾燥工程４での消費エネルギーを削減できる。
【００４９】
（その他）
上記各工程は、インラインで行われる。例えば、耐食性に優れるＭｇ合金板である場合は、インラインでなくても構わない。但し、インラインの場合、表面加工を手間無く実施することができる点で好ましい。また、上記各工程が、インラインで行われる際、上記腐食の点を考慮した場合、Ｍｇ合金板Ｐの搬送速度は速い方が好ましい。その場合、その速度は５ｍ／ｍｉｎ以上、特に１０ｍ／ｍｉｎ以上であることがより好ましい。
【００５０】
（吸液工程）
さらに上記腐食の点を考慮すると、研磨工程１と洗浄工程２の間に、研磨液１３を除去するための吸液工程を具えていることが好ましい。研磨液１３が洗浄液２１によって洗い流される前に、例えば、吸水工程３で使用した吸水ロール３０と同様のスポンジからなる吸液ロールで、研磨液１３を除去することで、Ｍｇ合金板Ｐの表面が研磨液１３に接触している時間を極力短くすることができる。したがって、Ｍｇ合金板Ｐの腐食をより抑えることができる。この吸液ロールも、Ｍｇ合金板Ｐと同等もしくは同等以上の幅を有していることが好ましい。また、本例のように研磨加工を２段階に分けて施す場合、各段階間、つまり研磨ベルト１０と研磨ベルト１１の間でも上記吸液ロールを設けてあると、よりいっそうＭｇ合金板Ｐが研磨液１３に接触している時間を短くすることができるので好ましい。
【００５１】
＜被加工材＞
上記の表面加工方法を施すこのＭｇ合金板Ｐは、鋳造より得られたものに圧延を施したものが好適である。その他に、鋳造材、圧延材にレベラー加工を施したもの、を被加工材としてもよい。また、それらの被加工材は、圧延前に溶体化処理を施しておいても構わない。
【００５２】
［形状］
本例では、コイル状に巻き取った長尺のＭｇ合金板Ｐを使用するが、特に加工対象に関して限定はされないので、例えば、短尺板であってもよい。例えば、コイルにするなら、連続鋳造で、短尺板なら、ダイカストなどで成形するとよい。また、長尺板を必要サイズにカットして短尺板を作製してもよい。
【００５３】
［組成］
そして、上記のＭｇ合金板Ｐには、Ｍｇに種々の元素を添加したものが挙げられる。添加元素は、例えば、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｙ、Ｚｒなどの元素群のうち少なくとも一種の元素が挙げられる。また、上記元素群から選択される複数の元素を含有していてもよい。具体的には、ＡＳＴＭ規格におけるＡＺ系なら例えばＡＺ３１、ＡＺ６１、ＡＺ９１などを、ＡＭ系なら例えばＡＭ６０などを、その他、ＡＳ系、ＺＫ系などのＭｇ合金を利用することができる。特に、Ａｌを７質量％〜１２質量％含有するＭｇ合金系は耐食性が高く、高強度である点で好適である。したがって、粘り気が少なく、研磨粉が研磨材に付着しにくいため、上記目詰まり度合いのばらつきを防止しやすくなる。
【００５４】
＜作用効果＞
上述した実施形態に係るＭｇ合金板Ｐの研磨方法によれば、Ｍｇ合金板Ｐの表面を平滑に湿式研磨した場合、研磨ベルト１Ａの幅方向に対する研磨液１３の噴射状態のばらつきを緩和することができるので、研磨ベルト１Ａの表面における局所的な目詰まりの発生を抑制することができる。したがって、Ｍｇ合金板Ｐの表面に縞模様の発生を抑制することができるので、金属質感に優れるＭｇ合金板を得易い。
【００５５】
＜試験例＞
試験例として、Ｍｇ合金板Ｐをコイル状に巻いたものを用意し、そのＭｇ合金板Ｐを図１に示す表面加工方法の手順で、研磨ベルトにおける砥粒を様々な粒度、及び、様々な研磨液の噴射形状で研磨加工を施した。研磨加工後、表面処理方法を施してから巻き取りロールＥにて巻き取られたＭｇ合金板Ｐの表面粗さを測定した。そして、そのＭｇ合金板Ｐの表面を目視し、縞模様の発生具合を比較した。
【００５６】
加工対象として、Ｍｇ合金板Ｐは、Ｍｇ−９．０質量％Ａｌ−１．０質量％Ｚｎを含有するＡＺ９１相当の組成を持ち、双ロール連続鋳造より作製されたＭｇ合金板を、コイル状に巻き取ったものを使用する。そのＭｇ合金コイルに、以下に示す表面加工条件で表面加工を施す。そして、研磨ベルトにおける砥粒の粒度および研磨液の重複領域を種々変更して、試料１〜１８を作製した。但し、試料１〜３は、重複領域はなしで隙間もなし、試料４〜６は、重複領域が噴射領域の１／４倍、試料７〜１２は、重複領域が噴射領域の１／２倍、試料１３〜１５は、重複領域なしで隙間が噴射領域の５倍、試料１６〜１８は重複領域なしで隙間が噴射領域の１／４倍、とする。なお、各噴射領域同士に隙間がある試料は、下記の表１の重複領域の欄において、−（マイナス）で表す。
【００５７】
［［表面加工条件］］
研磨方法：湿式ベルト研磨
砥粒の最終番手：試料１、４、７、１０、１３、１６−♯３２０
試料２、５、８、１１、１４、１７−♯４００
試料３、６、９、１２、１５、１８−♯６００
研磨液の噴射形状：試料１〜９、１６〜１８−三角形
試料１０〜１２−円錐形
試料１３〜１５−円柱形
Ｍｇ合金板の搬送速度：５ｍ／ｍｉｎ
研磨ベルトの周速：１２００ｍ／ｍｉｎ
Ｍｇ合金板の幅：２００ｍｍ
研磨液の温度：４０℃
洗浄液の温度：４０℃
乾燥工程：４０℃のエアブロー
【００５８】
そして、試料１〜１８の表面粗さを測定し、その表面を観察した。その結果を表１に示す。この表における○の表記は、縞模様がない金属質感に優れた表面であり、×の表記は、縞模様が生じたという意味を表す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
＜結果＞
試験例での表面加工後、試料１、４、５、７〜１２は、その表面に縞模様の発生は見られなかった。試料２、３、６、１３〜１８は、その表面に縞模様が発生した。試料２、３、６に関しては、表面が平滑な割に研磨液の重複領域が十分でなく、縞模様が発生する結果となったと考えられる。試料１３〜１８に関しては、研磨液の噴射領域が重複しておらず、研磨材の表面における幅方向に対する研磨液の噴射状態にばらつきが生じた。その結果、研磨材における目詰まりが研磨材表面に局所的に生じ、Ｍｇ合金板上で研磨具合の部分的な差が生じたからであると考えられる。そして、Ｍｇ合金板の表面粗さを測定したところ、同じ表面粗さ同士では、研磨液の重複領域が広いほど、縞模様が発生せず、また、表面が平滑になるほど、研磨液の重複領域を広くする必要があることがわかった。
【００６１】
なお、上述した実施の形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のＭｇ合金板の研磨方法は、Ｍｇ合金板の表面を平滑に湿式研磨する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
Ｓ 繰り出しロール
Ｐ Ｍｇ合金板
１ 研磨工程 １Ａ、１０、１１ 研磨ベルト １２ スプレーノズル
１２ａ メインスプレーノズル １２ｂ サブスプレーノズル １３ 研磨液
１４ 拡散ノズル
２ 洗浄工程 ２０ 洗浄ノズル ２１ 洗浄液
３ 吸水工程 ３０ 吸水ロール
４ 乾燥工程 ４０ 送風口 ４１ エア
Ｅ 巻き取りロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されるマグネシウム合金板の表面を、研磨液の使用下で研磨材により研磨する研磨工程を具えるマグネシウム合金板の研磨方法であって、
前記研磨液は、前記研磨材の表面に複数の噴射領域が研磨材の幅方向に隙間なく形成されるように噴射されることを特徴とするマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項２】
前記研磨液は、隣接する各噴射領域同士が前記幅方向に一部重複するように噴射されることを特徴とする請求項１に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項３】
さらに、前記噴射により重複する領域を重複領域とし、前記噴射領域における前記幅方向の長さをＬとすると、
前記重複領域における前記幅方向の長さが、Ｌ×１／２以下であることを特徴とする請求項２に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項４】
前記研磨液の前記研磨材まで到達する間における噴射形状が扁平な三角形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項５】
前記研磨液の前記研磨材まで到達する間における噴射形状が円錐形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項６】
前記マグネシウム合金板の表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦１．２μｍ、最大高さＲｍａｘ≦２０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦１２μｍの少なくとも一つを満たすように研磨することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項７】
前記表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦０．６μｍ、最大高さＲｍａx≦１０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦６μｍの少なくとも一つを満たすことを特徴とする請求項６に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項８】
前記表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦０．３μｍ、最大高さＲｍａx≦５μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦３μｍの少なくとも一つを満たすことを特徴とする請求項６に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の研磨方法によって作製されることを特徴とするマグネシウム合金板。
【請求項１０】
前記マグネシウム合金板は、アルミニウムを７質量％以上１２質量％以下含有するマグネシウム合金からなることを特徴とする請求項９に記載のマグネシウム合金板。
【請求項１】
搬送されるマグネシウム合金板の表面を、研磨液の使用下で研磨材により研磨する研磨工程を具えるマグネシウム合金板の研磨方法であって、
前記研磨液は、前記研磨材の表面に複数の噴射領域が研磨材の幅方向に隙間なく形成されるように噴射されることを特徴とするマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項２】
前記研磨液は、隣接する各噴射領域同士が前記幅方向に一部重複するように噴射されることを特徴とする請求項１に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項３】
さらに、前記噴射により重複する領域を重複領域とし、前記噴射領域における前記幅方向の長さをＬとすると、
前記重複領域における前記幅方向の長さが、Ｌ×１／２以下であることを特徴とする請求項２に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項４】
前記研磨液の前記研磨材まで到達する間における噴射形状が扁平な三角形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項５】
前記研磨液の前記研磨材まで到達する間における噴射形状が円錐形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項６】
前記マグネシウム合金板の表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦１．２μｍ、最大高さＲｍａｘ≦２０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦１２μｍの少なくとも一つを満たすように研磨することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項７】
前記表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦０．６μｍ、最大高さＲｍａx≦１０μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦６μｍの少なくとも一つを満たすことを特徴とする請求項６に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項８】
前記表面粗さが、算術平均粗さＲａ≦０．３μｍ、最大高さＲｍａx≦５μｍ、及び十点平均高さＲｚ≦３μｍの少なくとも一つを満たすことを特徴とする請求項６に記載のマグネシウム合金板の研磨方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板の研磨方法によって作製されることを特徴とするマグネシウム合金板。
【請求項１０】
前記マグネシウム合金板は、アルミニウムを７質量％以上１２質量％以下含有するマグネシウム合金からなることを特徴とする請求項９に記載のマグネシウム合金板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１７７８２３（Ｐ２０１１−１７７８２３Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４３５９１（Ｐ２０１０−４３５９１）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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