JP2000144112A - ガラス研磨用研磨材およびそれを用いた研磨方法 - Google Patents

ガラス研磨用研磨材およびそれを用いた研磨方法

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JP2000144112A
JP2000144112A JP31448998A JP31448998A JP2000144112A JP 2000144112 A JP2000144112 A JP 2000144112A JP 31448998 A JP31448998 A JP 31448998A JP 31448998 A JP31448998 A JP 31448998A JP 2000144112 A JP2000144112 A JP 2000144112A
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glass
abrasive
particles
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JP31448998A
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Tomoyuki Masuda
知之 増田
Nobuhiko Obara
進彦 小原
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Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス表面に研磨材等の残留付着物がなく、
高精度のガラス研磨面が得られる研磨材および研磨方法
を提供すること。 【解決手段】 鉄を含有する酸化物または鉄を含有する
塩基性化合物から選ばれる少なくとも1種以上の粒子を
スラリー等の中に含むガラス研磨用研磨材。研磨方法は
通常の酸化セリウム等の研磨材によりガラスを研磨し、
次いでそのガラスを上記の研磨材により研磨する方法で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス研磨用研磨
材に関し、詳しくは欠陥のない優れた研磨面を形成する
ことができるガラス研磨用研磨材であり、特に磁気ディ
スクガラス基板に対し低浮上高さで磁気ヘッドが飛行す
るのに適した高精度鏡面に研磨できる磁気ディスク用ガ
ラス基板の研磨用研磨材およびその研磨方法に関する。
【0002】
【従来の技術】パソコン等の記憶媒体として、ドライブ
装置に組み込まれて使用される磁気ディスク用基板とし
て、アルミニウム基板に比べて衝撃性に強く、かつ平滑
度を高くすることが可能という利点から、ガラス基板が
利用されている。最近、高記録密度化への要求から磁気
ヘッドと磁気ディスク基板の間隔がますます狭まる傾向
にあり、磁気ディスク用ガラス基板はより高精度な平坦
度、より小さい表面粗さ及び欠陥のないものが強く求め
られている。各種ガラス研磨には、酸化セリウム、酸化
ジルコニウム、二酸化ケイ素などの研磨材が古くから使
用されている。現在、研磨能率が高いことから酸化セリ
ウムを主成分とする研磨材組成物(以下、「酸化セリウ
ム系研磨材」という)が主に用いられている。磁気ディ
スク用ガラス基板は日進月歩で表面精度をますます高め
ている。磁気ディスク用ガラス基板の特性として要求さ
れている低浮上高さを安定的に確保するためには、従来
の研磨材組成物ではそれに必要な表面粗さと付着物のな
い清浄なガラス面を確保することができない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、磁気デ
ィスクの高密度化のためには、磁気ヘッド浮上高さを小
さくすることが必須となり、そのために磁気ディスク面
精度の高精度化への要求が一段と厳しくなりつつある。
磁気ディスク用ガラス基板に使用される結晶化ガラスや
強化ガラス基板において、従来より用いられている酸化
セリウム系研磨材を用いて研磨しても、磁気ヘッドの浮
上高さを要求されるレベルまで低くするために必要な面
粗さが得られないという問題が生じている。また、酸化
セリウム系研磨材は、ガラスとの化学的反応性が高いこ
とから、磁気ディスク用ガラス基板表面に付着物が残留
し、超音波洗浄やスクラブ(カップ状やロール状をした
繊維ブラシ)洗浄等の機械的エネルギーを加えても付着
物を完全に除去することが難しく、残留付着物に磁気ヘ
ッドが接触するために実質的に磁気ヘッドの浮上高さを
低下するのに適した高精度な磁気ディスク表面を得るに
は難点がある。
【0004】本発明はガラス表面に付着物がなく、かつ
ピットやスクラッチなどの欠陥のない清浄で高精度の研
磨面に研磨できるガラス研磨用研磨材およびその研磨方
法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的達成
のため開発したものであり、その基本構成は以下のとお
りである。
【0006】(1)鉄を含有する酸化物または鉄を含有
する塩基性化合物、なかでも特に酸化鉄(II)、三二
酸化鉄、四三酸化鉄、水酸化鉄、炭酸鉄、リン酸鉄から
選ばれる少なくとも1種以上の粒子を含む研磨用研磨
材。 (2)酸化セリウム系研磨材を用いて研磨することによ
り得られるガラス研磨面を、鉄を含有する酸化物または
鉄を含有する塩基性化合物、なかでも特に酸化鉄(I
I)、三二酸化鉄、四三酸化鉄、水酸化鉄、炭酸鉄、リ
ン酸鉄から選ばれる少なくとも1種以上の粒子を含む研
磨用研磨材。 (3)上記(1)(2)記載の粒子を分散媒に分散させ
て懸濁液(スラリー)としたガラス研磨用研磨材。 (4)他の研磨材、特に酸化セリウム系研磨材により研
磨されたガラスを上記(1)または(2)記載のガラス
研磨用研磨材を用いて研磨することを特徴とするガラス
の研磨方法。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明のガラス研磨用研磨材は鉄
を含有する酸化物または鉄を含有する塩基性化合物、な
かでも酸化鉄(II)、三二酸化鉄、四三酸化鉄、水酸
化鉄、炭酸鉄、リン酸鉄から選ばれる少なくとも1種以
上の粒子を研磨材成分として含有している。
【0008】以下各々について好ましい具体例を挙げ
る。本発明に用いられる鉄を含有する酸化物の具体例と
しては、酸化鉄(II)(FeO)、三二酸化鉄(Fe
23 )、四三酸化鉄(Fe3 4 )を挙げることがで
きる。また、より好適に塩基性化合物が使用でき、その
具体例を挙げると水酸化鉄(FeO(OH)、FeOO
H)、炭酸鉄(FeCO3 )、リン酸鉄(Fe3 (PO
44 )などを挙げることができる。これらに本発明は
限定されるものではない。また、これらの化合物の純度
は特に限定されるものではない。
【0009】本発明のガラス研磨用研磨材は、一般的に
は上記の鉄を含有する酸化物や鉄を含有する塩基性化合
物の粒子を分散媒に分散した懸濁液(スラリーという)
である。スラリーにおける鉄を含有する酸化物や鉄を含
有する塩基性化合物は分散媒中に粒子として存在してい
ることが必要である。そのために鉄を含有する酸化物や
鉄を含有する塩基性化合物は水等に難溶あるいは溶解度
が低いことが必要である。多少溶解する場合はその溶解
度以上に添加しておけばよい。これらの粒子は研磨に寄
与するため、その好ましい粒度は平均粒径として0.1
〜10μmである。10μmを越えるとスラリーでの沈
降の問題が生じるだけでなく、場合により必要とされる
研磨面が得られなくなる。一方、0.1μm未満では研
磨能率が低下する。
【0010】本発明に用いられる上記の鉄を含有する酸
化物や鉄を含有する塩基性化合物は、スラリー中の粒子
の濃度(2種以上の鉄を含有する酸化物または鉄を含有
する塩基性化合物を使用する場合にはその総量とし
て)、0.5〜40wt.%が好ましく、より好ましく
は、1〜30wt.%である。0.5wt%未満では高
精度表面が得難く、表面欠陥も発生しやすい。また、4
0wt.%を越えても増量による更なる向上効果が得難
い。上記の鉄を含有する酸化物や鉄を含有する塩基性化
合物を2種以上混合する場合には、それらの混合比率は
任意に選択し得る。また、本発明に用いられる鉄を含有
する酸化物または鉄を含有する塩基性化合物は、結晶水
を除いたもの、結晶水を含んだもの、結晶水の数が異な
ったもの、外観的形状、形態の異なるものもあるが、い
ずれも使用できる。結晶水を含む場合上記の濃度は結晶
水を含めたwt.%である。
【0011】本発明の研磨材組成物の溶媒は水に限定さ
れるものではないが、多くの場合水系が好ましい。ま
た、この研磨用研磨材がスラリーの場合、粒子の分散性
向上、沈降防止および作業性向上のため、必要に応じエ
チレングリコール、ポリエチレングリコール類、トリポ
リリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩等のリン酸塩、ポリア
クリル酸塩のような高分子分散剤、メチルセルロース、
カルボキシメチルセルロースなどのセルロースエーテル
類、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子を添加し
てもよい。これらの研磨材に対する添加量は、0.05
〜20wt.%の範囲が通常であり、好ましくは0.1
〜15wt.%、より好ましくは0.1〜10wt.%
である。また、本発明の研磨用研磨材の研磨能率を向上
させるために、ガラスに対し研磨促進効果を有する物
質、例えばアルギニンなどのアミノ酸系、メラミン、ト
リエタノールアミンなどのアミン系、フッ化セリウムな
どのフッ化希土化合物、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、
グルコン酸などの有機酸を添加してもよい。
【0012】本発明の研磨用研磨材の調整方法は、各々
原料を混合すれば良く、特に限定されるものではない
が、好ましくはボールミル、高速ミキサーなどにより、
上記混合割合にて機械的に混合調整すればよい。本発明
の研磨材組成物を使用する方法は、通常の酸化セリウム
系研磨材と同様に行うことができるが、更に好ましい研
磨方法としては、酸化セリウム系研磨材により研磨した
後、鉄を含有する酸化物または鉄を含有する塩基性化合
物、なかでも特に酸化鉄(II)、三二酸化鉄、四三酸
化鉄、水酸化鉄、炭酸鉄、リン酸鉄から選ばれる少なく
とも1種以上を含有する研磨材組成物を用いて研磨する
ことにより、酸化セリウム系研磨材により生じた付着物
を除去するのみならずガラス面を平滑に研磨するため、
従来にはない高精度の研磨を効率的に行うことができ
る。研磨後の被研磨物は、純水中にて、場合により界面
活性剤を添加し、超音波洗浄するのが通常である。
【0013】本発明の研磨材組成物による研磨では、上
記のような洗浄後ガラス表面に残留する付着物は、従来
品に比べて皆無であり、磁気ヘッドの浮上高さを0.2
5マイクロインチ程度に下げることができ、磁気ディス
ク用基板の高密度化に対し多大な効果が得られる。
【0014】
【実施例】以下、実施例および比較例に基づき本発明を
詳細に説明する。鉄を含有する酸化物の具体例として、
三二酸化鉄(α−Fe23 (ヘマタイト)、四三酸化
鉄(Fe3 4 (マグネタイト))について、また鉄を
含有する塩基性化合物の具体例として、水酸化鉄(α−
FeOOH(ゲータイト))について、実施例を記載す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0015】実施例1〜14 α−Fe2 3 は堺化学工業社製FRO−3DW純水分
散スラリー(平均粒子径d50=0.5)を用いた。F
3 4 は堺化学工業社製FRO−2DW純水分散スラ
リー(平均粒子径d50=0.5)を用いた。また、α
−FeOOHは戸田工業社製SA−G(平均粒子径d5
0=0.6)を原料として分級し、粗大粒子を除去し、
d50=0.5に調整したものを用いた。高速ミキサー
を用い、純水分散系の研磨材組成物実施例1〜14を調
整した。この際、ポリアクリル酸系分散剤(花王社製、
ポイズ530)を上記粉末に対し、1wt.%を添加し
た。被加工物として、予め酸化セリウム系研磨材(東北
金属化学社製 ROX H−1)で研磨した2.5イン
チのリチウムシリケートを主成分とする結晶化ガラス基
板((リチウムシリケートとクリストバライトの結晶相
とアモルファス相を含んでいる)Ra=10Å、Rma
x=250Å)または、アルミノシリケートを主成分と
する強化ガラス基板(Ra=9Å、Rmax=180
Å)を用いて研磨した。
【0016】研磨は、上記の被加工物を用いて下記の条
件で行った。 研磨機:4ウェイタイプ両面研磨機(不二越機械社製、
5B) 研磨パッド:スウエードタイプ(千代田社製、シーガル
1900W) スラリー供給量:60ml/min 下定盤回転数:45rpm 加工圧力:75g/cm2 研磨時間:7min
【0017】研磨後のガラスディスクを研磨機より取り
出し、純水による超音波洗浄を行い、次いで希硝酸水溶
液(1wt.%濃度)浴中で超音波洗浄を行った。その
後、純水により洗浄を行い、乾燥後下記の評価を行っ
た。 (i)ディスク表面粗さ:Ra、Rmax 原子間力顕微鏡(AFM)を用いて表面粗さRa及びR
maxを測定した。 (ii)ディスク表面欠陥 表面欠陥は、微分干渉顕微鏡を用いて、付着、ピット、
スクラッチについて観察し、○:良好、△:普通、×:
不良の3段階方式で評価した。 (iii)ヘッド浮上高さ:GA(グライドアバラン
チ) 研磨したディスクに磁性膜を塗布し、ヘッド浮上高さG
Aを測定した。具体的には、スパッタリング法により、
基板温度200℃にて、下地層としてCr60nm、磁
性層としてCo1 3 Cr6 Pt3 Ta合金20nm、保
護層としてカーボン10nmを逐次成膜し、更にPFP
E系潤滑剤を塗布して作製した磁性記録媒体をグライド
ハイトテスター(ソニーテクトロニクス社製)を用いて
GAの測定を行った。これらの結果を表1に示す。な
お、研磨材の平均粒子径はCilas社製Granul
ometer HR850により測定したものである。
【0018】比較例1〜2 被加工物として、実施例と同様に予め研磨した前述ガラ
ス基板を、鉄を含有する酸化物または鉄を含有する塩基
性化合物にかえて仕上げ研磨用酸化セリウム系研磨材
(東北金属化学社製、ROX F620)の10wt.
%純水分散スラリーを用いて研磨し、評価した。これら
の条件等は、上記の実施例に記した条件等と同じであ
る。実施例、比較例の結果から分かるように、表面粗
さ、表面欠陥、グライドアバランチのいずれでも、実施
例では優れた結果を得た。ここで得られたグライドアバ
ランチは従来の研磨材では得られない低い数値である。
【0019】
【表1】
【発明の効果】本発明によると、従来の酸化セリウム系
研磨材では得られなかった面精度が得られ、磁気ディス
ク用ガラス基板の場合には、磁気ヘッドの浮上高さをよ
り下げることができ、ハードディスクの高密度化に大き
く寄与し、本発明は極めて有用な研磨材組成物および研
磨方法を提供するものである。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄を含有する酸化物または鉄を含有する
    塩基性化合物から選ばれる少なくとも1種以上の粒子を
    含むガラス研磨用研磨材。
  2. 【請求項2】 鉄を含有する酸化物が、酸化鉄(I
    I)、三二酸化鉄、四三酸化鉄から選ばれる少なくとも
    1種以上であることを特徴とする請求項1記載のガラス
    研磨用研磨材。
  3. 【請求項3】 鉄を含有する塩基性化合物が、水酸化
    鉄、炭酸鉄、りん酸鉄から選ばれる少なくとも1種以上
    である請求項1記載のガラス研磨用研磨材。
  4. 【請求項4】 粒子の大きさが0.1〜10μmである
    請求項1ないし3記載のガラス研磨用研磨材。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4記載の粒子を分散媒に
    分散させてスラリーとしたガラス研磨用研磨材。
  6. 【請求項6】 ガラスが磁気ディスクガラス基板用ガラ
    スである請求項1ないし5記載のガラス研磨用研磨材。
  7. 【請求項7】 他の研磨材により研磨されたガラスを請
    求項1ないし6記載のガラス研磨用研磨材を用いて研磨
    することを特徴とするガラスの研磨方法。
  8. 【請求項8】 他の研磨材が酸化セリウムを主成分とす
    る研磨材である請求項7記載のガラス研磨方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006119624A (ja) * 2004-09-22 2006-05-11 Hoya Corp マスクブランクス用基板,マスクブランクス,露光用マスク及び半導体装置,並びにそれらの製造方法

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