JPS6320668B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、人工のサフアイヤ単結晶からなる超
ミクロトーム用ナイフの製作法、特にその仕上げ
研磨法に関するものである。

〔従来の技術〕

現在超ミクロトーム用ナイフとしては、ダイヤ
モンドナイフ及び硝子製ナイフが主として使用さ
れている。前者は品質的には問題がないが、価格
の点と製作技術者が少なく入手困難であることに
難点があり、後者は安価であるが、寿命が短く、
且つその都度実験者が自らナイフを製作せねばな
らない欠点がある。これらの欠点を除去すべく近
年人工のサフアイヤ単結晶を素材として超ミクロ
トーム用ナイフが開発され市販されている（特開
昭57−46141号公報）。

その製作法の要点は、高品質の人工サフアイヤ
単結晶を素材として超ミクロトーム用ナイフの刃
先を構成する２面には、低指数面、例えば（１１
00）を以てし、ダイヤモンド工具を用いてナイフ
を造形・研磨し、次いでシリカ微粒子をラツプ材
として所謂機械化学研磨（メカノケミカルポリシ
ング）し、次いで燐酸水溶液を用い320℃で10分
間化学研磨（ケミカルポリシング）して製作する
方法である。

このサフアイヤナイフでエポキシ樹脂で包埋さ
れた生物組織のブロツを薄切りする時、所謂シル
バーの厚さ（600〜900Åの厚さ）の超薄切片が得
られる。

この超薄切片を透過型電子顕微鏡で詳しく観察
する時、チヤターと称せられる刃の進行方向と直
角に入る縞模様のビビリ現象によると思われる縞
模様の欠陥、又はスダレ状メスマークと称される
刃の進行方向と平行に生じ特に赤血球等によく見
られるスジ状の小さい傷の現れる頻度が、名人芸
で仕上げられた極上品質のダイヤモンドナイフに
よつて得られる超薄切片に比較してやや多く、こ
れらの点において見劣りする。

このような現象の見られる原因は、サフアイヤ
ナイフの製造工程で化学薬品によつてサフアイヤ
を溶解させる所謂化学研磨を行うため刃先の先端
の丸み半径がある限度で平衡に達し、この丸み半
径は最高品質のダイヤモンドナイフのそれに比べ
て大きいためであると思われる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、サフアイヤナイフの刃先を損
なうことなく刃先の丸み半径をより小さくするた
めの研磨仕上げ方法を提供することである。

即ち、本発明は、人工のサフアイヤ単結晶を素
材とした超ミクロトーム用ナイフを研磨材微粒子
を懸濁した溶液中で球状又は円柱状の弾性体を刃
先の直後の面に近接た状態において刃先に向けて
回転せしめ、研磨材微粒子を研磨面に平行に刃先
の背後から滑らせて、刃先形成面の少なくとも一
面を弾性放出研磨するこにより刃先の丸み半径を
小とする仕上研磨に付すことを特徴とする超ミク
ロトーム用ナイフの製作法に関するものである。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、研磨材微粒子を刃先の
背後から刃の研磨面に平行に滑らせる弾性放出研
磨（EEM、Elastic Emisson Machining）によ
り、刃先の刃線における破損を生じさせることな
く、又研磨面に歪を与えることなく極めて平滑な
仕上げ面で刃先の丸み半径を減少することがで
き、刃を鋭利にすることができる。これによりチ
ヤター及びスダレ状のメスマークを一級品のダイ
ヤモンドナイフと同等にまで減少し得るサフアイ
ヤナイフが得られる。

以下に本発明を具体的に説明する。

第１図は、本発明の方法を模式的に示したもの
であり、１はサフアイヤナイフ、２はその刃先、
３はその研磨面、４は弾性体円柱又は球、５は４
の回転軸、６は研磨材微粒子溶液、７は研磨材微
粒子、８は研磨除去部を示す。矢印は円柱又は球
の回転方向、及び粒子の進行方向を示す。

研磨材としてはは、シリカ、アルミナ、ジルコ
ニヤ等の微粒子が用いられる。中でもシリカの微
粒子が好ましい。その平均粒径は約0.5〜0.01μm
のものが好ましい。

研磨材微粒子は液体、特に水に懸濁して用い
る。溶液の微粒子濃度は特に規定されないが、余
り高過ぎてはEEM研磨が行われ難くなるので避
けなければならない。約１〜５重量％の範囲が好
ましい。

回転弾性体の材質としては、適当なゴム状弾
性、一例を示せば等価弾性係数約10500ｇ／mm²、
を有するものであれば良いが、材質としては、加
熱成形が容易でかつ常温において適当なゴム状弾
性を示すポリウレタンゴムが有利である。

回転弾性体の形状は球状でも円柱状でもよい。
球状の場合は回転しながら回転球又は刃を刃線と
平行に移動させて刃線全体にわたつて研磨するよ
うにしなければならない。円筒状の場合は全刃線
にわたつて面の研磨が行われるので回転体又は刃
を移動させる必要はない。

回転弾性体の大きさも特に限定しないが、サフ
アイヤナイフそのものが小さいので、極く小さな
ものでよく、30〜60mmの直径のものが好ましく用
いられるが、その回転速度は2000〜3000mm／秒と
なるように回転数を定めなければならない。

EEM研磨を行うためには、回転弾性体を研磨
面に大きな荷重をかけて接触せしめてはならな
い。好ましい一例として、回転弾性体を一方の極
とし他方にもう一つの極を設けたバランスとして
極くわずかな荷重がかかるようにしておくとか、
回転体に下から被研磨面を近ずけて一定荷重の所
で止めるようにするとよい。この荷重は例えば約
200ｇ位であるのが望ましい。このような荷重で
は、回転体の回転中は、その弾性により回転体の
研磨面近辺では、流体くさびにより発生する動圧
力による変形が起こり、回転体自体は研磨面に直
接触れず、例えば回転体と研磨面の間に約１〜
3μmの流体膜ができ非接触となる。そして水溶液
中の進行研磨材微粒子が研磨面にかける圧力はご
く軽いものになり、従つて研磨面に何らの歪も与
えずに原子オーダーの剥離が生じる。その結果研
磨面は極めて平滑な鏡面となる。

具体例を示すと、微粒子としては径60Åのコロ
イダルシリカ粒子を純水に２〜３％分散したもの
を用いる。この方法による研磨速度は１時間当た
り1700Å即ち約30Å／分であり、表面粗さはタリ
ステツプによる測定によれば約20Åである。

この方法によつて加工した面は、光の比較反射
率スペクトル測定によつて評価した所によると、
表面は化学研磨の面と同等の完全なものであり、
本発明の目的に合致するものである。

又、研磨材微粒子は刃先の背後から刃先に向け
て一方向に平行移動するので、刃線の欠けは起こ
らない。

刃先の研磨は一面だけでも、二面共に行なつて
もよい。一面の場合はいずれの面でもよいが、所
謂掬角面を研磨する方が一般的であろう。

本発明の方法は、ナイフの刃先を形成せしめた
後いきなりこのEEM研磨だけで研磨することも
可能であるが、機械研磨後、更にその後の機械化
学研磨後、更にその後の化学研磨を行つた後のナ
イフにこのEEM研磨を施すこともできる。殆ど
仕上げられたサフアイヤナイフの刃先、例えば、
特開昭57−46141号公報開示の方法により、ダイ
ヤモンド工具による成形研磨、シリカ粉末による
メカノケミカル研磨、燐酸処理によるケミカル研
磨等により仕上げられた刃先をこのEEM研磨に
よる仕上げを行うことは好ましいことである。こ
れにより刃先をよりシヤープにして、一級品のダ
イヤモンドナイフ並みのサフアイヤナイフを得る
ことができる。

次ぎに実施例を示す。

実施例 １ 特開昭57−46141号公報記載の方法により製作
されたサフアイヤナイフの刃先より0.75mmの所に
半径28mmのポリウレタン円柱の回転軸をセツト
し、回転速度を3000mm／秒、回転方向は刃先を背
後から粒子を滑走させて切削するように駆動す
る。研磨液は純水中に70Å径のシリカ粒子を２重
量％懸濁させた液とし、この液中で刃先を研磨す
る。研磨時間は10分で所定の研磨を完了する。

このようにして得られたサフアイヤナイフにて
超薄切片を切出し、透過型電子顕微鏡（×3000
倍）で検査した所、このような研磨をしないもの
に比してチヤター、スダレ状メスマーク共に減少
し、高品質ダイヤモンドナイフに匹敵するものが
得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を示す模式的側面図であ
る。 １……サフアイヤナイフ、２……刃先、３……
研磨面、４……弾性体円柱又は球、５……回転
軸、６……研磨材微粒子溶液、７……研磨材微粒
子、８……研磨除去部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 人工のサフアイヤ単結晶を素材とした超ミク
   ロトーム用ナイフを研磨材微粒子を懸濁した溶液
   中で球状又は円柱状の弾性体を刃先の直後の面に
   近接した状態において刃先に向けて回転せしめ、
   研磨材微粒子を研磨面に平行に刃先の背後から滑
   らせて、刃先形成面の少なくとも一面を弾性放出
   研磨することにより刃先の丸み半径を小とする仕
   上研磨に付すことを特徴とする超ミクロトーム用
   ナイフの製作法。 ２ 研磨材がシリカの微粒子である特許請求の範
   囲第１項記載の超ミクロトーム用ナイフの製作
   法。