JP2006224277A - 研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被研磨物の十分な研磨性を有しながら、得られる被研磨物の平滑性に優れた研磨方法を提供すること。
【解決手段】直径０．１〜０．５μｍの極細繊維からなる立毛を有する繊維質基材と、０．１〜０．００１μｍの直径を有する研磨砥粒を用いて研磨することを特徴とする。さらには、研磨砥粒が極細繊維の直径の１／５以下の直径であること、繊維質基材が弾性高分子を含むこと、研磨砥粒がスラリー中に存在していることや、研磨がテクスチャー加工であることが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、研磨方法に関し、さらに詳しくは高精度の仕上げを要求される磁気記録媒体及び類似材料を製造する際に用いられる研磨方法に関する。

近年コンピューターなどの情報処理技術の発達に伴い、磁気記録媒体やシリコンウエハーに対する高精度の表面仕上げが要求されている。例えば磁気記録媒体のハードディスク等を製造する場合、基盤となるアルミニウム、ガラス等の表面を平滑化する加工を行うが、そこで用いられる研磨方法に対する要求もますます高くなってきている。また、研磨方法の一種として、ディスク表面に微細な溝を形成させるために砥粒を分散させたスラリーと研磨用基布を用いたテクスチャー加工と呼ばれる表面加工処理がおこなわれることが増加しており、高容量化、高密度化のために最適な研磨方法が求められている。

このような研磨方法としては例えば特許文献１には、２０本以上の極細繊維が収束してなる繊維束を用いた研磨用基布を用いた方法が開示されている。しかしこのような研磨方法をもってしてもまだ十分な研磨性、平滑性が得られていないという問題があった。
特開２００２−１７２５５５号公報

本発明の目的は、被研磨物の十分な研磨性と、得られる被研磨物の平滑性に優れた研磨方法を提供することである。

本発明の研磨方法は、直径０．１〜０．５μｍの極細繊維からなる立毛を有する繊維質基材と、０．１〜０．００１μｍの直径を有する研磨砥粒を用いて研磨することを特徴とする。さらには、研磨砥粒が極細繊維の直径の１／５以下の直径であること、繊維質基材が弾性高分子を含むこと、研磨砥粒がスラリー中に存在していることや、研磨がテクスチャー加工であることが好ましい。

本発明によれば、被研磨物の十分な研磨性を有しながら、得られる被研磨物の平滑性に優れた研磨方法が提供される。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の研磨方法は直径０．１〜０．５μｍの極細繊維からなる立毛を有する繊維質基材と０．１〜０．００１μｍの直径を有する研磨砥粒を用いて研磨する方法である。さらには研磨砥粒が極細繊維の直径の１／５以下の直径であることが好ましい。

本発明で用いられる極細繊維は、直径０．１〜０．５μｍのものであるが、さらには直径０．２〜０．４μｍの繊維であることが好ましい。繊度としては０．００２〜０．０００１ｄｔｅｘ、さらには０．００１〜０．０００５ｄｔｅｘであることが好ましい。平均直径が０．１μｍより小さい場合には、極細繊維の強度が低下しがちであり、研磨時においてその表面繊維の脱落が多くなり十分な研磨性能が得られにくくなる。さらに、繊維質基材としての強度も低下する傾向にあるため加工時に基布の形状が維持できず研磨実施界面において基布のシワや歪みが発生し均一な研磨を行うことが困難となる。一方、平均直径が０．５μｍより大きい場合には、その研磨性能は上がるもののスクラッチと呼ばれるキズ上の欠点が多くなるという問題が発生する。

このような極細繊維を得る方法としては、海島型（分散紡糸、複合紡糸）、剥離型、多層型もしくはそれに類した方法でまず多成分からなる極細繊維形成性の複合繊維を紡糸延伸し、かかる複合繊維の一成分を溶解除去するか物理的外力によって各成分間を剥離することによって目標とする極細繊維を得る方法が挙げられる。特には、より極細繊維が得られやすい、海島型の複合繊維を用いた製造方法が好ましく、剥離型、多層型などの物理的外力によって各成分間を剥離する方式よりも容易に実現すること可能となる。中でも分散紡糸を用いた場合、海島型複合紡糸よりも口金構造が単純でより工業的に有利にこのような極細繊維を得ることが可能となる。他方、繊維の繊度を均一にする目的には複合紡糸方法を用いることが好ましい。

極細繊維を構成する繊維成分としてはナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン１２などのポリアミド繊維、またはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル繊維などを挙げることができる。特にナイロン等のポリアミド繊維はモジュラスが低く、研磨時にスクラッチ傷が発生しにくく最適である。

本発明の研磨用基布は、表面に極細繊維からなる立毛を有する繊維質基材であるが、繊維質基材としては、繊維のみからなる、織編物や不織布でも良いが、基材が弾性高分子を含む、極細繊維と弾性高分子からなる繊維質基材であることが好ましい。また、基材を補強するために通常繊度の繊維が基材中に存在していることも好ましい。さらには繊維質基材中の繊維が、極細繊維が収束してなる繊維束によって構成されていることが好ましい。繊維質基材がこのような極細繊維からなる繊維束と弾性高分子から構成されている場合には、その基材内部では主に弾性高分子が繊維束の外部に存在しており、繊維束内には弾性高分子が存在していないことが好ましい。このような構成をとることにより繊維質基材がより柔軟になり、研磨傷の発生が抑制される傾向にある。

繊維質基材に用いられうる弾性高分子としては、ポリウレタン系樹脂、ポリウレタン・ポリウレア系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、ポリスチレン・ブタジエン系樹脂、ポリアクリロニトリル・ブタジエン系樹脂などが挙げられるが、加工性、耐摩耗性、耐加水分解性等の点よりポリウレタン系樹脂が好ましい。中でも研磨砥粒のスラリーがアルカリ性または酸性でポリウレタン系樹脂の加水分解劣化を伴うような場合には、エーテル系、またはカーボネート系ポリウレタンであることが好ましい。弾性高分子の繊維に対する重量比率は１０／９０〜６０／４０であることが好ましい。また弾性高分子は湿式凝固法などによる多孔質状であることが、砥粒を把持しスクラッチなどの欠点を発生させることなく研磨する上で好ましい。

本発明の繊維質基材の形状は長さ方向、幅方向で厚さが均一であることが好ましい。基材の幅は５〜３００ｍｍ、さらに好ましくは７〜２００ｍｍであることが好ましく、長さ方向が幅方向よりも長いテープ状であることが好ましい。また厚さとしては０．３〜１．２ｍｍが好ましく、０．３ｍｍ未満では強度が不足する傾向にあり、１．２ｍｍ以上では厚く作業性が低下する傾向にある。厚さを最適化するため、または生産性を上げるために得られた厚い繊維質基材をスライスして生産するのも良い方法である。

このような繊維質基材は、例えば以下の加工によって得ることができる。すなわち、まず極細化後の繊度が０．００２〜０．０００１ｄｔｅｘとなるような極細繊維形成性繊維によって、不織布を作成する。極細繊維成形性繊維としては、例えば、溶剤溶解性の異なる２種以上の繊維形成性高分子を用い公知の紡糸法で海島繊維を作成した後、一成分を抽出除去する方法があり、紡糸後の延伸により繊維に必要な強度を与えることもできる。なかでもナイロン６／ポリエチレンの組み合わせが工業的に生産しやすいため好ましい。得られた繊維はニードルパンチングなどにより不織布に加工される。このとき不織布にカレンダー加工を施し、不織布表面の平滑性と、不織布内部密度を高めることが好ましい。次に、従来公知の方法にて、得られた不織布に弾性高分子を充填し、その後基材中の極細繊維形成性繊維を極細化することによって、極細繊維からなる繊維質基材が得られる。この繊維質基材の表面をサンドペーパーなどでバフがけする事によって直径０．１〜０．５μｍの極細繊維からなる立毛を有する繊維質基材を得ることができる。

本発明の研磨方法はこのようにして得られた繊維質基材を研磨布として用い、０．１〜０．００１μｍの直径を有する研磨砥粒を用いて研磨する方法である。さらには研磨砥粒がスラリー中に存在していることが好ましい。

本発明で繊維質基材と共に使用される研磨砥粒は酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、単または多結晶ダイアモンド、などである。本発明の研磨方法においては、その粒子径が０．１〜０．００１μｍで有ることが必須であり、好ましくは粒子径が０．０７〜０．０１μｍで有ることである。このように小さな粒子径の砥粒を用いることにより、これまでにない平滑な表面を得ることが可能になった。一方、０．００１μｍ未満の粒子を用いた場合には、その粒子が小さすぎるため十分な研磨を行うことが困難となる。そしてこのような小さな砥粒を用いるためには、研磨砥粒がスラリー中に存在していることが好ましい。砥粒を分散させたスラリーを用いることによって、極細繊維立毛を有する繊維質基材の表面に砥粒が均一に分布し、最適な研磨を行うことができる。

また、繊維質基材の立毛を構成する極細繊維の直径との関係で言えば、研磨砥粒の直径は、極細繊維の直径の１／５以下であることが好ましく、１／１０００以上であることや、さらには１／７〜１／１００、特には１／１０〜１／２０であることが好ましい。このような範囲であることにより、研磨速度と精度とのバランスの取れた研磨加工を行うことが可能となる。

本発明の研磨方法は、特に磁気記録基板の研磨に好ましく用いられる。基板としてはアルミニウムやガラスなどが好ましく用いられ、例えばハードディスクを製造する際のテクスチャー加工と呼ばれる研磨加工時にもっとも最適である。ディスク表面を本発明の研磨方法で研磨する製造方法は、平滑性の高いディスクを極めて効率よく製造することができるため、工業的にも最適である。

以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。
［実施例１］
繊維Ａの製造
ナイロン−６とポリエチレンチップをチップの状態で５０：５０の重量比で混合して押出機により溶融紡糸を行い、ポリエチレンが海成分の海島断面混合紡糸繊維を紡糸、延伸、捲縮、カットして８ｄｔｅｘ、５１ｍｍ長の短繊維を作製した。得られた繊維の海成分であるポリエチレンを溶解除去して極細繊維化し、任意の繊維束の断面を電子顕微鏡写真にて２０００倍に拡大・観察したところ、島成分の平均直径は、０．２μｍ（約０．０００５ｄｔｅｘ）であった。

繊維質基材の作成
上記繊維Ａの極細化する前の短繊維を用い、カードおよびクロスレイヤーを用いて積層し、３バーブのニードル針を用い１４００本／ｃｍ^２の針密度でニードルパンチして目付５７０ｇ／ｍ^２、厚さ２．５ｍｍの不織布Ａを作成した。該不織布Ａを１５０℃の乾燥機で加熱し、３０℃の金属ロールで冷却ニップし固定化した。このニップ処理された不織布Ａは、目付５６５ｇ／ｍ^２、厚さ１．９ｍｍであった。

ニップ処理後の該不織布Ａに、ポリエーテルエステル系ポリウレタン１４％濃度のＤＭＦ溶液にシリコーン系の凝固調節剤を添加したものを１０６０ｇ／ｍ^２含浸し、不織布表面を基材厚さの７０％にスクイーズして、余分なポリウレタン樹脂を除去した後、１０％ジメチルホルムアミド（以下ＤＭＦとする）水溶液の水バス中で凝固し、１４０℃で乾燥した。その後、８０℃のトルエンでディップ、ニップを繰り返し、ポリエチレンを抽出した。得られた極細繊維からなる基材は、目付４４５ｇ／ｍ^２であった。該基材表面にＤＭＦ溶液を用いて２００メッシュで２ロール塗布し、乾燥後、３２０メッシュのサンドペーパーで研磨し、さらに、４００メッシュのサンドペーパーで逆方向から研磨し基材表面を立毛させ、表面に直径０．２μｍの極細繊維からなる立毛を有する繊維質基材を得た。該基材を３．５ｃｍにスリットし、テクスチャー加工用の研磨用基布を得た。

研磨加工
該繊維質基材を用い、研磨剤に直径０．０５μｍの多結晶ダイアモンド砥粒を含有しておりアニオン性の分散剤を含んでいるスラリーを用いて、研磨（テクスチャー加工）を実施した。研磨加工後のディスクの表面平均粗さは、Ｒａ＝１．６Åと非常に平滑であり、スクラッチなどの欠点が非常に少ない加工が行われた。このようにして得られたディスクの磁気特性は非常に良好な物であった。

［比較例１］
実施例１の繊維Ａを用いる代わりに、極細化前の繊度が８ｄｔｅｘ、極細化後の極細繊維の平均直径が０．６μｍ（０．００３ｄｔｅｘ）の繊維Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして不織布、および繊維質基材を作成した。不織布は、目付５６０ｇ／ｍ^２、厚さ１．９ｍｍ、繊維質基材は目付４４７ｇ／ｍ^２であった。
この繊維質基材を用いて、実施例１と同様に研磨を行ったところ、テクスチャー加工後のディスクの表面平均粗さＲａ＝１．８Åと平滑であったものの、スクラッチなどの欠点が若干目立ち、得られたディスクの磁気特性はあまり良好なものとならなかった。

［比較例２］
実施例１と同様にして繊維質基材を作成し、直径０．０５μｍの多結晶ダイアモンド砥粒の代わりに直径０．２μｍの砥粒を用い研磨を行った。
得られたディスクの表面平均粗さこそＲａ＝１．９Åと平滑ではあったが、スクラッチなどの欠点が目立ち磁気ディスクとしての使用に向かないものとなった。

Claims (6)

1. 直径０．１〜０．５μｍの極細繊維からなる立毛を有する繊維質基材と、０．１〜０．００１μｍの直径を有する研磨砥粒を用いて研磨することを特徴とする研磨方法。
2. 研磨砥粒が極細繊維の直径の１／５以下の直径である請求項１記載の研磨方法。
3. 繊維質基材が弾性高分子を含む請求項１または２記載の研磨方法。
4. 研磨砥粒がスラリー中に存在している請求項１〜３のいずれか１項記載の研磨方法。
5. 研磨がテクスチャー加工である請求項１〜４のいずれか１項記載の研磨方法。
6. ディスク表面を請求項１〜５のいずれか１項記載の方法にて研磨することを特徴とするディスク製造方法。