JP3850053B2

JP3850053B2 - 磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物及び磁気記録媒体用基板の製造方法

Info

Publication number: JP3850053B2
Application number: JP25802995A
Authority: JP
Inventors: 学柴田
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2015-10-04
Also published as: JPH09100465A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体基板の製造に用いられる研磨材組成物及び磁気記録媒体用基板の製造方法に関し、更に詳しくは磁気記録媒体の高密度化に必要な低表面粗さを基板に与え、且つ基板を一層高速で研磨することができる磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物及び磁気記録媒体用基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年におけるハードディスク（ＨＤ）用基板に代表される磁気記録媒体用基板としては、従来一般的に用いられているアルミ基板及びガラス基板や、耐衝撃性の向上、薄板化による軽量化、軽量化によるモータ消費電力の低減等の目的を達成するために注目されているガラス状カーボン等からなるカーボン基板等がある。
【０００３】
これらの磁気記録媒体用基板の製造に際しては、最終製品に必要な平坦度／面粗さを得るために、表面を研磨するラッピング工程、外周面及び内周面を研削して面取りするチャンファー加工工程を経て、最終研磨のためのポリッシング工程を行っている。
【０００４】
また、これらの磁気記録媒体用基板においては、磁気記録媒体の高密度化に伴い、表面粗さが低く且つ高精度の表面を有することが要求されており、特にカーボン基板を研磨するラッピング工程やポリッシング工程において優れた研磨方法を開発し、上記性能を有するカーボン基板を提供することが要求されていた。
【０００５】
かかる要求に対して、例えば、特開平６−３３９８５３号公報においては、カーボン基板を、水、アルミナ砥粒及び研磨助剤を用いて鏡面仕上げ研磨するカーボン基板の鏡面仕上研磨方法において、該研磨助剤として、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム等を用いる研磨方法が提案されている。
【０００６】
上記の研磨方法を用いて得られるカーボン基板は、ある程度の低表面粗さを有してはいる。しかしながら、上記の研磨方法においては、研磨助剤として酸化性基のアルミニウム塩を単独で用いており、該研磨助剤を含有する研磨材組成物を用いてカーボン基板を研磨した場合には、未だ満足のいく研磨速度が得られておらず、カーボン基板の生産性が十分でないというのが実情であった。
【０００７】
また、上記公報には、研磨助剤として二種の化合物を組み合わせて用いることは記載されていない。
【０００８】
従って、本発明の目的は、磁気記録媒体の高密度化に必要な低表面粗さを基板に与え、且つ基板を一層高速で研磨することができる磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物及び磁気記録媒体用基板の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意研究した結果、磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物における研磨促進剤として、特定の化合物の組み合わせを用いることにより、基板の表面粗さを低くし、且つ研磨速度を向上させ得ることを知見した。
【００１０】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、水と研磨材と研磨促進剤とを含有する磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物において、上記研磨促進剤として、硫酸アルミニウム及び硫酸マグネシウムを用いることを特徴とする磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、水と研磨材と研磨促進剤とを含有する磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物を用いた研磨工程を有する磁気記録媒体用基板の製造方法において、上記研磨促進剤として、硫酸アルミニウム及び硫酸マグネシウムを用いることを特徴とする磁気記録媒体用基板の製造方法を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、先ず本発明の磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物（以下、単に「研磨材組成物」ということもある）について詳細に説明する。
【００１３】
上述の通り、本発明の研磨材組成物は、水と研磨材と研磨促進剤とを必須成分とするものである。以下、これらの成分について説明する。
【００１４】
本発明の研磨材組成物に使用される上記研磨材としては、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃)を主成分とするアルミナ質研磨材やシリカ系研磨材等が挙げられる。上記アルミナ質研磨材は、その粒径や性状の違いにより、例えば、粉砕アルミナ系研磨材、六角板状アルミナ系研磨材、假焼アルミナ系研磨材等があり、本発明においては、製品の要求品質等に応じて種々選択することができる。また、上記シリカ系研磨材としては、Ｎａｌｃｏ社製Ｎａｌｃｏ２３６０コロイドシリカや、ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ社製Ｌｕｄｏｘ等が使用できる。これらのうち、アルミナ質研磨材を用いると研磨速度が速いので好ましく、特に基板表面の欠陥を少なくできる点で、六角板状アルミナ系研磨材及び假焼アルミナ系研磨材を用いることが好ましい。
【００１５】
上記研磨材の粒径は、製品の要求品質等に応じて種々選択することができるが、一般的な範囲としての平均粒径は、好ましくは．０．００１〜６μｍであり、更に好ましくは０．０１〜３μｍである。上記平均粒径が上記の範囲内であると、研磨速度を遅くすることなく基板の表面粗さを小さく加工することが容易となるので好ましい。
【００１６】
また、上記研磨材の最大粒径も、製品の要求品質等に応じて種々選択することができるが、一般的な範囲としての最大粒径は、好ましくは１５μｍ以下であり、更に好ましくは６μｍ以下である。上記最大粒径が１５μｍ以下であると、基板の表面欠陥が少なくなるように加工できるので好ましい。
【００１７】
また、上記研磨材は、本発明の研磨材組成物中に分散させて用いられる。本発明の研磨材組成物中における該研磨材の含有量は、研磨材組成物の粘度や製品の要求品質等に応じて種々選択することができるが、一般的な範囲として含有量は、好ましくは０．０５〜３０重量％であり、更に好ましくは０．５〜２５重量％である。上記含有量が０．０５重量％未満であると、研磨パッドと基板とが直接接触し、基板にキズが生じる惧れがあり、３０重量％を超えると、基板の表面粗さが高くなる惧れがある。
【００１８】
また、上記研磨材は、本発明の研磨材組成物中に０．０５〜３０重量％含有され、その平均粒径が０．００１〜６μｍであり、且つその最大粒径が１５μｍ以下であることが特に好ましい。
【００１９】
而して、本発明の研磨材組成物においては、上記研磨促進剤として、硫酸アルミニウム及び硫酸マグネシウムが用いられる。
【００２０】
上述の通り、本発明においては、研磨促進剤として硫酸アルミニウムと硫酸マグネシウムとの組み合わせを用いる点に特徴がある。
【００２１】
硫酸アルミニウム及び硫酸マグネシウムは、本発明の研磨材組成物中に合計で、好ましくは０．５〜３０重量％、更に好ましくは１〜２０重量％含有される。上記含有量が０．５重量％未満であると、化学成分の効果が低くて、基板の表面粗さが高く、研磨速度が低くなる惧れがあり、３０重量％を超えると、化学成分の効果が大きくなりすぎて、基板の表面欠陥が多くなる惧れがある。
【００２２】
また、本発明の研磨材組成物における硫酸アルミニウムと硫酸マグネシウムとの含有量の重量比（前者／後者）は、好ましくは１／１０〜１０／１、更に好ましくは１／５〜５／１である。上記含有量の重量比が１／１０未満であると、基板の表面欠陥が多くなる惧れがあり、１０／１を超えると、基板の表面粗さが高くなる惧れがある。
【００２３】
本発明の研磨材組成物は、例えば、所定量の研磨材と所定量の硫酸アルミニウムと所定量の硫酸マグネシウムとを個々に水（純水）に分散・溶解させておき、これらを混合させ、必要に応じて後述の他の成分を添加し、攪拌しながら所定量に達するまで水を加えることにより調製することができる。
【００２４】
本発明の研磨材組成物において用いられる水は、その組成物中の含有量が好ましくは４０〜９９．４重量％、更に好ましくは６５〜９９重量％となるように使用される。上記水の含有量が４０重量％未満であると、研磨材の分散性が低下し、基板の表面粗さが高くなる惧れがあり、９９重量％を超えると、高研磨速度が得られなくなる惧れがある。
【００２５】
また、本発明の研磨材組成物においては、上記各成分に加えて、必要に応じて他の成分を添加することもできる。そのような成分としては、例えば、増粘剤、研磨材向け分散剤、被研磨材（削りカス）向け分散剤等が挙げられる。これらの成分は、本発明の研磨材組成物中に好ましくは０．５〜１０重量％含有される。
【００２６】
本発明の研磨材組成物は、磁気記録媒体の基板を製造する際の研磨工程であれば何れの段階の研磨工程にも用いることができる。例えば、前述のラッピング工程及びポリッシング工程において用いることができる。特にポリッシング工程において用いることが好ましい。なお、本発明の研磨材組成物を用いてカーボン基板を得る場合には、上記ラッピング工程は、ディスク状の硬化樹脂を焼成してカーボン基板を得る工程（焼成炭素化工程）の前でも後でも行うことができる（以下、焼成炭素化工程の前にラッピングを行う工程を「焼成前ラッピング工程」といい、焼成炭素化工程の後にラッピングを行う工程を「焼成後ラッピング工程」という。）。
【００２７】
また、本発明の研磨材組成物を用いた研磨の対象となる磁気記録媒体用基板は、磁性を有するものでも非磁性のものでもよいが、一般的には非磁性のものが用いられる。このような磁気記録媒体用基板としては、カーボン基板、強化ガラスや結晶化ガラスからなるガラス基板、アルミニウム合金等からなるアルミニウム基板、チタンやチタン合金からなるチタン基板、セラミックス基板、樹脂や複合材料からなる基板等が用いられ、特にカーボン基板、例えば、アモルファスカーボン一対のガラス板間で硬化させた樹脂をコア抜きして得られたディスク状硬化樹脂を焼成して得られるカーボン基板や、ＨＩＰ法により得られるカーボン基板等が用いられるが、これらに制限されるものではない。
【００２８】
次に、本発明の研磨材組成物を用いた研磨方法を有する磁気記録媒体用基板の好ましい製造方法について、カーボン基板のポリッシング工程を例にとり図１及び図２を参照して説明する。
ここで、図１は、磁気記録媒体カーボン基板の製造におけるポリッシング工程で使用される両面研磨機を下定盤を省略して示す概略正面図であり、図２は、図１におけるＸ−Ｘ線矢視図である。
【００２９】
図１及び図２に示す両面研磨機２について説明すると、該両面研磨機２においては、ベース３上に矢印Ａ方向に回転する下定盤４が設けられ、その上面には研磨パッド５が装着されている。
【００３０】
図２に示すように、この下定盤４の上側には、中央の矢印Ｂ方向に回転する太陽歯車６と外周側の矢印Ｃ方向に回転する内歯歯車７とに噛み合って、公転しつつ自転する遊星歯車状のキャリア８が複数設けられていて、各キャリア８の複数の穴内にそれぞれ被加工物であるカーボン基板１がセットされる。
また、図１に示すように、上記下定盤４及び上記キャリア８の上方には上定盤９が設けられ、その下面には研磨パッド（図示せず）が装着されている。この上定盤９はエアシリンダ１０の出力ロッド先端にブラケット１１を介して回転可能に取り付けられていて、エアシリンダ１０により昇降可能になされていると共に、下降時にはベース３側で図２に示す矢印Ｄ方向に回転するロータ１２の溝に係合して同方向に回転するようになされている。
【００３１】
上記上定盤９と上記下定盤４との間には、スラリー供給パイプ（図示せず）により本発明の研磨材組成物が供給されるようになっている。
そして、上記エアシリンダ１０により上記上定盤９を下降させることにより、上記キャリア８と一体に動く上記カーボン基板は、上記下定盤４と上記上定盤９とに挟まれて研磨が行われる。
【００３２】
上記両面研磨機を用いる研磨工程を有するカーボン基板の製造方法について更に説明すると、通常の方法で焼成されたカーボン基板は、最終製品に必要な平坦度及び面粗さを得るために焼成後ラッピング工程に付される。次いで、該カーボン基板は、その内周面及び外周面の面取りをするチャンファー加工に付される。その後、両面研磨機を用いるポリッシング工程に付され、所定の表面粗さを有する最終製品が得られる。
【００３３】
上記両面研磨機を用いてカーボン基板をポリッシングする条件は、カーボン基板の種類、最終製品の要求品質、及び研磨材等にもよるが、一般的な条件は下記の通りである。
即ち、加工圧力は、好ましくは１０〜２０００ｇ／ｃｍ²であり、更に好ましくは３０〜３００ｇ／ｃｍ²である。
また、加工時間は、好ましくは２〜１２０分であり、更に好ましくは２〜３０分である。
また、両面研磨機の定盤に装着する研磨パッドの硬度〔ＪＩＳＡ（ＪＩＳＫ−６３０１）〕は、好ましくは４０〜１００であり、更に好ましくは６０〜１００である。
また、両面研磨機の下定盤回転数は、研磨機サイズに依存するが、例えばＳＰＥＥＤＦＡＭ社製９Ｂ型両面研磨機であれば、好ましくは１０〜１００ｒｐｍであり、更に好ましくは２０〜６０ｒｐｍである。
また、研磨材組成物の流量は、研磨機サイズに依存するが、例えばＳＰＥＥＤＦＡＭ社製９Ｂ型両面研磨機であれば、好ましくは５〜３００ｃｃ／ｍｉｎであり、更に好ましくは１０〜１５０ｃｃ／ｍｉｎである。
【００３４】
以上、本発明の研磨材組成物を用いた研磨工程を有する磁気記録媒体用基板の好ましい製造方法について説明したが、かかる製造方法は上述の形態に制限されず、例えば、上記カーボン基板以外の基板を対象としたり、また上記ラッピング工程においても同様に適用できる。
【００３５】
また、本発明においては、上記両面研磨機の定盤に、研磨パッドに代えて研磨材の砥石を装着し、該定盤間に上記研磨促進剤の所定濃度の水溶液を流し込みながら、上記基板を研磨することもできる。かかる研磨方法は、ラッピング工程及びポリッシング工程の際に用いることが特に好ましい。
【００３６】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
【００３７】
〔実施例１、比較例１〜７並びに参考例１及び２〕
表１に示す研磨促進剤及び研磨材を水に分散させ、混合・攪拌することにより研磨材組成物を調製した。この研磨材組成物を用いて、図１及び図２に示す両面研磨機により粒径７５μｍのＳｉＣ砥粒にてラッピングした直径２．５インチのカーボン基板をポリッシングした。この際、両面研磨機は、下記の設定条件にして使用した。
【００３８】
＜両面研磨機の設定条件＞
使用両面研磨機；ＳＰＥＥＤＦＡＭ社製９Ｂ型両面研磨機
加工圧力；１５０ｇ／ｃｍ²
加工時間；３０分
研磨パッドの硬度；９０
下定盤回転数；４０ｒｐｍ
研磨材組成物流量；５０ｃｃ／ｍｉｎ
【００３９】
上記カーボン基板の研磨速度及び研磨後のカーボン基板の表面粗さＲａを下記の測定法に従って測定した。それらの結果を表１に示す。
【００４０】
＜研磨速度＞
研磨前の基板板厚と研磨後の基板板厚との差を求め、その値を加工時間（３０分）で除すことで研磨速度を求めた。
＜表面粗さＲａ＞
触針式表面粗さ計 (TENCOR P2)により、次の条件で測定した。
触針径；０．６μｍ（針曲率半径）、触針押付け圧力；７ｍｇ、測定長；２５０μｍ×８箇所、トレース速度；２．５μｍ／秒、カットオフ；１．２５μｍ（ローパスフィルタ）
【００４１】
【表１】

【００４２】
表１の結果より、以下のことが分かる。研磨材として六角板状アルミナを用いた場合に、研磨促進剤として硫酸アルミニウムと硫酸マグネシウムとの組み合わせを用いた実施例１の磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物を用いて研磨したときには、得られた基板の表面粗さが研磨促進剤として酸化性基を含むアルミニウム塩又は酸化性基を含むマグネシウム塩を単独で用いたとき（比較例１〜５）と同等程度でありながら、研磨速度が一層向上している。
【００４３】
【発明の効果】
以上、詳述した通り、本発明の磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物は、研磨促進剤として硫酸アルミニウムと硫酸マグネシウムとの組み合わせを用いることにより、磁気記録媒体の高密度化に必要な低表面粗さを磁気記録媒体用基板に与え、且つ基板を一層高速で研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カーボン基板のポリッシング工程で使用される両面研磨機を下定盤を省略して示す概略正面図である。
【図２】図１の両面研磨機のＸ−Ｘ線矢視図である。
【符号の説明】
１カーボン基板
２両面研磨機
４下定盤
９上定盤

Claims

水と研磨材と研磨促進剤とを含有する磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物において、上記研磨促進剤として、硫酸アルミニウム及び硫酸マグネシウムを用いることを特徴とする磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物。
上記研磨材がアルミナ質研磨材である、請求項１記載の研磨材組成物。
硫酸アルミニウム及び硫酸マグネシウムが、上記研磨材組成物中に合計で０．５〜３０重量％含有され、且つ硫酸アルミニウムと硫酸マグネシウムとの含有量の重量比（前者／後者）が１／１０〜１０／１である、請求項１又は２記載の研磨材組成物。
上記研磨材が上記研磨材組成物中に０．０５〜３０重量％含有され、該研磨材の平均粒径が０．００１〜６μｍであり、且つ該研磨材の最大粒径が１５μｍ以下である、請求項１〜３の何れかに記載の研磨材組成物。
水と研磨材と研磨促進剤とを含有する磁気記録媒体基板製造用研磨材組成物を用いた研磨工程を有する磁気記録媒体用基板の製造方法において、上記研磨促進剤として、硫酸アルミニウム及び硫酸マグネシウムを用いることを特徴とする磁気記録媒体用基板の製造方法。
上記研磨材がアルミナ質研磨材である、請求項５記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
上記基板がカーボン基板である、請求項５又は６記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
硫酸アルミニウム及び硫酸マグネシウムが、上記研磨材組成物中に合計で０．５〜３０重量％含有され、且つ硫酸アルミニウムと硫酸マグネシウムとの含有量の重量比（前者／後者）が１／１０〜１０／１である、請求項５〜７の何れかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。