KR100767226B1 - 연마기포 및 연마방법 - Google Patents

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Abstract

섬유기재와 그 안에 고분자 탄성체를 충전하여 이루어지는 복합체 기포로 이루어지는 연마기포로서, 이 섬유기재는 (1) 20 ∼ 3,000 가닥의 극세섬유가 수속된 섬유다발로 구성되고, (2) 이 섬유다발은 그 길이방향의 직각단면의 중심에서 반경의 1/2 의 주위까지의 중심부에 존재하는 극세섬유의 평균직경 (D1) 이 0.3 ∼ 10㎛ 이며, 반경의 1/2 의 주위에서 외주까지의 외주부에 존재하는 극세섬유의 평균직경 (D2) 이 0.05 ∼ 1㎛ 이며 또한 D1/D2 의 비가 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 연마기포.
본 발명에 의하면, 자기기록매체, 특히 하드디스크의 제조에서 기판의 텍스처가공에 바람직하게 사용되고, 고정밀도의 표면마무리가 가능하면서 우수한 강도를 갖는 연마기포가 제공된다.

Description

연마기포 및 연마방법 {ABRASIVE CLOTH AND POLISHING METHOD}
본 발명은 고정밀도의 표면마무리가 요구되는 자기기록매체 및 유사매체를 제조할 때에 사용되는 연마기포에 관한 것이다. 특히 하드디스크 등의 자기기록기판의 제조에서 텍스처가공에 바람직하게 사용되는 연마기포 및, 이것을 사용하는 연마방법에 관한 것이다.
최근 컴퓨터 등의 정보처리기술의 발달에 따라 자기기록매체나 실리콘웨이퍼에 대한 고정밀도의 표면마무리가 요구되고 있다. 예컨대 자기기록매체로서 하드디스크 등의 자기기록기판을 제조하는 경우, 알루미늄, 유리 등의 표면을 평활화시키는 가공을 실시하고, 이어서 니켈-P 도금 등의 비자성 도금처리를 실시한 후에 코발트계 합금 등으로 이루어지는 자성 박막층을 형성, 그리고 탄소질 등의 표면보호층으로 피복한 것이 사용되고 있지만, 상기 평활화가공을 위한 연마기포에 대한 요구도 점점 높아지고 있다. 특히, 이 자기기록기판을 평활화시키는 가공의 최후 단계에서는 디스크표면에 미세한 홈을 형성시키기 위해 지립을 분산시킨 슬러리와 연마기포를 사용한 텍스처가공으로 칭해지는 표면가공처리가 실시되고 있고, 고용량화, 고밀도화를 위한 최적인 연마기포의 개발이 시장에서 요망되고 있다.
텍스처가공에 사용하는 연마기포로서는, 종래 섬유직경 5㎛ 정도의 극세섬유 로 이루어지는 직물이나, 섬유직경 14㎛ 정도의 섬유를 식모한 식모시트 등이 있었다. 그러나, 5㎛ 정도의 극세섬유에서는 연마가 불충분하고, 또한 직물에서는 섬유의 자유도가 적기 때문에, 한편 식모시트는 표면에 대해 수직으로 굵은 섬유가 배열되어 있기 때문에, 기재표면에 심한 흠을 내기 쉬워 신뢰성이 낮은 자기기록매체밖에 얻을 수 없었다.
그 문제를 해결하기 위해 일본 공개특허공보 평9-277175호에서는 섬유직경 10㎛ 이하의 극세섬유가 낙합(絡合) 되고, 또한 표면에 입모를 갖는 부직포인 연마시트가 제안되어 있다. 그러나, 멜트블로법에 의해 얻어진 부직포인 경우, 섬유의 강도가 약하고, 또 통상적인 분할섬유를 사용한 부직포인 경우라도 물리적으로 낙합되었을 뿐이므로, 극세섬유가 탈락되기 쉽다는 문제가 있었다. 또 통상 텍스처가공은 테이프상으로 하여 사용하는데, 이 방법에서는 강도가 부족하고 보강층을 적층해야 하는 문제가 있었다. 또, 일본 공개특허공보 평11-138407호에서는 직포의 직속(織束) 의 일부를 절단하고 기모하여 이루어진 연마포가 제안되어 있다. 그러나, 일단 얻어진 직포의 직속의 일부를 절단하고 직경 2㎛ 미만의 극세섬유를 보풀이 일게 하지 않으면 안되어 공업적으로는 제조가 곤란하다는 문제가 있었다.
또한, 일본 공개특허공보 2000-237951호에는 0.3dtex 이하의 극세섬유를 포함하는 부직포로 구성되고, 또한 표면이 친수성인 연마포가 제안되어 있다. 이 연마포는 구체적으로는 30 개 또는 그 이하의 극세섬유로 이루어지는 섬유다발로 구성된 부직포가 사용되고, 그 극세섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트섬유로 그 섬 유직경은 그 제법으로 보아 비교적 균일하다. 이 부직포는 섬유다발을 구성하는 극세섬유의 개수가 비교적 적고 또한 섬유직경이 균일하기 때문에, 연마기포의 강도와 연마의 정밀도의 양면을 모두 고수준으로 유지시키기는 곤란하였다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 자기기록매체 등의 표면에 텍스터가공 등의 정밀연마를 실시할 때에 연마조건의 변동으로 기판표면에 심한 홈 (스크래치) 을 발생시키지 않고 균일하게 연마할 수 있고 또한 충분한 강도를 갖는 연마기포 및, 이것을 사용하는 자기기록기판의 연마방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들의 연구에 의하면, 상기 본 발명의 목적은
섬유기재와 그 안에 고분자 탄성체를 충전하여 이루어지는 복합체 기포로 이루어지는 연마기포로서, 이 섬유기재는 (1) 20 ∼ 3,000 가닥의 극세섬유가 수속된 섬유다발로 구성되고, (2) 이 섬유다발은 그 길이방향의 직각단면의 중심에서 반경의 1/2 의 주위까지의 중심부에 존재하는 극세섬유의 평균직경 (D1) 이 0.3 ∼ 10㎛ 이며, 반경의 1/2 의 주위에서 외주까지의 외주부에 존재하는 극세섬유의 평균직경 (D2) 이 0.05 ∼ 1㎛ 이며, 또한 D1/D2 의 비가 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 연마기포에 의해 달성되는 것이 발견되었다. 또한, 본 발명의 목적은 상기 연마기포로서, (a) 한쪽 표면측에서의 흡수높이가 20㎜/시간 이상이고, 그 반대면측에서의 흡수높이가 5㎜/시간 이하이며, 또한 (b) 한쪽 표면측은 입모처리되어 있는 것을 특징으로 하는 연마기포에 의해 달성되는 것이 발견되었다.
이하, 본 발명의 연마기포에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 연마기포는 섬유기재와 그 안에 고분자 탄성체를 충전하여 이루어지는 복합체 기포이다. 이 섬유기재는 극세섬유가 수속되어 이루어지는 섬유다발에 의해 구성되고, 섬유기재의 표층부 이외의 기재내부에서는 주로 고분자 탄성체는 섬유다발의 밖에 존재하고 있다. 즉 고분자 탄성체는 섬유다발간에 존재하는 공극에 실질적으로 존재하고 있다. 섬유다발은 20 ∼ 3,000 개, 바람직하게는 50 ∼ 2,000 개, 가장 바람직하게는 100 ∼ 1,600 가닥의 극세섬유로 이루어진다. 극세섬유가 20 개 미만이면, 외주부의 섬유 개수가 적어져 이하에 설명하는 중심부와 외주부의 평균직경의 차이의 효과가 발휘되기 어렵다. 또, 생산성 등의 면에서 1 가닥의 섬유다발을 구성하는 극세섬유의 섬도의 합계는 1 ∼ 10dtex, 나아가서는 2 ∼ 5dtex 인 것이 바람직하다.
섬유다발을 구성하는 극세섬유는 그 섬유다발의 길이방향의 직각단면의 중심에서 반경 1/2 의 주위까지의 중심부에 존재하는 극세섬유의 평균직경 (d1) 은 0.3 ∼ 10㎛ (약 0.0008 ∼ 약 0.94dtex) 인 것이 필요하며, 바람직하게는 0.5 ∼ 2㎛ (약 0.0024 ∼ 약 0.038dtex) 이다. 이 중심부의 극세섬유의 평균직경 (d1) 이 0.3㎛ 미만인 경우에는 극세섬유의 강도가 저하되고 복합체 기포로서의 강도도 저하된다. 또 이 평균직경 (d1) 이 10㎛ 를 초과하는 경우에는 연마공정시에 피연마기재를 흠내기 쉽다.
또, 외주부에 존재하는 극세섬유의 평균직경 (d2) 은 0.05 ∼ 1㎛ (약 0.00002 ∼ 약 0.0094dtex) 인 것이 필요하며, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 0.7㎛ ( 약 0.0001 ∼ 약 0.0046dtex), 가장 바람직하게는 0.2 ∼ 0.5㎛ (약 0.00038 ∼ 약 0.0024dtex) 이다. 평균직경 (d2) 이 0.05㎛ 미만인 경우에는 극세섬유의 강도가 낮아 연마시에 극세섬유의 탈락이 발생한다. 또, 평균직경 (d2) 이 1㎛ 를 초과하는 경우에는 종래 기술품과 차이지지 않는다.
또한 섬유다발을 구성하는 극세섬유의 최대직경은 10㎛ (약 0.94dtex) 이하인 것이 바람직하고, 3㎛ (약 0.1dtex) 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 극세섬유의 최소직경은 0.01㎛ (약 0.000001dtex) 이상인 것이 바람직하다. 극세섬유의 직경이 10㎛ 를 초과하는 경우에는 연마공정시에 피연마기재를 흠내기 쉬운 경향이 있다.
또한 ( ) 내의 수치 (단위, dtex) 는 밀도에 따라 다르기 때문에, 극세섬유가 나일론 6 인 경우에 환산한 수치를 참고를 위해 예시하였다.
또, 추가로 섬유다발에서의 중심부의 평균직경 (d1) 이 외주부의 평균직경 (d2) 에 대해 1.5 배 이상인 것이 필요하다. 또한 (d1) 이 (d2) 에 대해 2.0 배 ∼ 6 배인 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 3.0 배 ∼ 5 배이다. 본 발명에서는 이 관계에 있음으로써 연마기포의 강도와 정밀한 연마성을 양립시키고 있다.
여기에서, 극세섬유의 섬유직경은 기포단면의 전자현미경사진을 찍어 이 사진으로 극세섬유단면의 직경을 측정하였다. 즉, 절단면에 있는 1 가닥의 섬유다발의 최장직경의 중점을 중심으로 하고, 이 중심에서 최외주까지의 거리의 1/2 의 범위내 (중심부) 에 존재하는 극세섬유를 중심부의 섬유, 이 1/2 의 측면에서 관찰이 가능한 최외층까지의 극세섬유를 외주부의 섬유로 정의하였다.
섬유기재를 구성하는 극세섬유를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는 용제 용해성이 다른 2 종류 이상의 섬유형성성 고분자를 사용하여 공지된 방사법으로 섬유를 작성한 후 일성분을 추출제거하는 방법이 있다. 또 바람직하게는 방사 후의 연신에 의해 섬유에 필요한 강도를 부여할 수 있다. 본 발명의 목적에 가장 합치된 섬유다발을 얻기 위해서는, 예컨대 일본 공개특허공보 평6-257016호에 예시되는 바와 같은 혼합방사법이 바람직하다. 극세섬유성분을 구성하는 섬유형성성 고분자 (도성분) 로서는 나일론 6, 나일론 6,6, 나일론 12 등의 폴리아미드 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 등을 사용할 수 있고, 이들과 용제 용해성이 다른 고분자 (해성분) 로서 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 나일론 6/폴리에틸렌의 조합이 공업적으로 생산하기 쉽기 때문에 바람직하다. 특히 나일론 등의 폴리아미드섬유를 사용한 경우에는, 폴리에스테르섬유보다 모듈러스가 낮고 연마시에 스크래치흠이 잘 발생되지 않아 최적이다.
또, 해성분이 되는 고분자의 방사온도에서의 멜트플로인덱스를 작게 하는 (점도를 크게 하는) 것이나, 도성분과 해성분의 멜트플로인덱스의 차이를 크게 함으로써, D1/D2 의 비가 큰 섬유다발을 얻기 위해 바람직한 수단이다. 또한, 혼합방사시 폴리에틸렌글리콜을 0.2 ∼ 3 중량%, 바람직하게는 0.5 ∼ 2 중량% 첨가하는 것도 유리한 수단이다.
본 발명의 섬유기재란 상기 극세섬유의 섬유다발로 구성되는 부직포, 직물, 편물 등을 가리키지만, 본 발명의 목적에서 부직포가 가장 바람직하다. 부직포를 작성하는 방법은 공지된 방법에 따를 수 있어 특별히 한정되지 않지만, 카드, 크로스래퍼, 니들로커 등에 의한 니들펀칭부직포, 유체를 사용한 낙합부직포 등이 바람직하다.
섬유기재에는 보강을 위해 그 섬유다발간의 공극에 고분자 탄성체를 충전한다. 사용되는 고분자 탄성체의 100% 신장모듈러스는 9 ∼ 40㎫ 인 것이 바람직하다. 고분자 탄성체로서는 폴리우레탄수지, 폴리우레탄ㆍ폴리우레아수지, 폴리아크릴산수지, 폴리스티렌ㆍ부타디엔수지, 폴리아크릴로니트릴ㆍ부타디엔수지 등을 사용할 수 있지만, 가공성, 내마모성, 내가수분해성 등의 점에서 폴리우레탄수지가 바람직하다.
폴리우레탄수지는 분자량 500 ∼ 4,000 의 폴리에테르디올, 폴리에스테르디올, 폴리카보네이트디올 등의 폴리올단독 또는 혼합물과 유기디이소시아네이트, 분자량 500 이하의 저분자쇄 신장제를 반응시킨 것을 사용할 수 있고, 연마지립의 슬러리가 알칼리성 또는 산성으로 폴리우레탄수지의 가수분해열화를 동반하는 경우는 에테르계, 또는 카보네이트계 폴리우레탄을 사용하면 된다.
고분자 탄성체/섬유기재의 중량비율은 10/90 ∼ 60/40 이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25/75 ∼ 50/50 이다. 고분자 탄성체의 비율이 10% 미만에서는 보강효과가 없고 가공시의 치수안정성이 부족하다. 한편, 고분자 탄성체가 60% 를 초과하는 경우는 연마지립의 부착상태가 불량하고, 또 연마부스러기의 제거성이 불량해지는 경향이 있다. 고분자 탄성체를 충전처리하는 방법은 섬유기재에 고 분자 탄성체의 유기용제 용액 또는 수성 분산액을 함침 및/또는 도포한 후 습식응고, 또는 건식응고법에 의해 부착시킬 수 있지만, 고분자 탄성체는 섬유기재중의 섬유다발간의 공극을 실질적으로 충전하는 형태로 균일하게 부착시키는 것이 필요하며, 또 고분자 탄성체를 다공질형상으로 응고시키는 것이 지립을 파지하여 스크래치 등의 결점을 발생시키지 않고 연마하는 데에 바람직하고, 이를 위해 습식응고법이 가장 적합하다. 고분자 탄성체의 유기용제로서는 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드 등의 극성용매 외 톨루엔, 아세톤, 메틸에틸케톤 등을 사용할 수 있다.
고분자 탄성체는 섬유기재중의 섬유다발간의 공간에 충전시킬 뿐만 아니라, 표면의 극세섬유로 이루어지는 섬유다발의 안에도 소량 충전하는 것이 극세섬유의 탈락을 방지하여 연마부스러기의 발생을 감소시킬 수 있어 바람직하다. 이를 위해 고분자 탄성체 충전 후에 상기 용제나 고분자 탄성체의 용액을 그라비어 등의 수단으로 표면에 소량 도포하면 된다. 또, 그 자체 공지된 방법에 의해 표면을 연마하여 입모품으로 하는 것도 피연마품에 끼치는 손상이 적어지기 때문에 바람직하다.
연마기포는 길이방향, 폭방향으로 두께가 균일한 것이 바람직하다. 연마용 기포의 두께는 0.3 ∼ 1.2㎜ 가 바람직하고, 0.3㎜ 미만이에서는 강도가 부족한 경향이 있고, 1.2㎜ 이상에서는 두꺼워 작업성이 저하되는 경향이 있다. 두께의 정밀도는 길이방향에서 측정한 두께의 표준편차값 (CV 값) 이 3 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 2 이하인 것이 피연마체인 디스크 등의 표면평활도를 향상시 키는 경향이 있다. 두께를 최적화시키기 위해, 또는 생산성을 높이기 위해 얻어진 기포를 슬라이스하는 것은 양호한 방법이다. 또, 연마기폭은 5 ∼ 300㎜, 바람직하게는 7 ∼ 200㎜ 의 테이프상 형태를 갖는 것이 유리하다.
본 발명의 연마기포의 바람직한 인장강도는 10N/㎝ 이상, 보다 바람직하게는 25 ∼ 200N/㎝, 가장 바람직하게는 50 ∼ 180N/㎝ 이다. 인장강도가 높은 쪽인 공정에 의한 폭감소도 적고 표면의 거침도 없이 균일한 가공이 되는 경향이 있다.
또, 텍스처가공과 같이 테이프상으로 가공하여 사용하는 경우에는, 가공시의 치수변화가 적은 쪽이 바람직하다. 후술하는 방법으로 측정한 테이프폭의 감소의 비율이 20% 이하, 바람직하게는 15% 이하, 가장 바람직하게는 6% 이하인 것이 양호하다. 여기에서, 폭의 감소의 비율은 무하중의 테이프폭의 길이에 대한 5N/㎝ 의 하중을 가했을 때 폭이 감소한 길이를 백분율로 나타낸 값을 말한다.
또한, 연마지립 슬러리가 하드디스크 등의 피연마재와 연마기포 사이로 공급되었을 때에 적당한 속도로 연마기포에 흡수되도록 연마기포의 표면은 친수성인 것이 바람직하다. 즉 연마기포의 연마면의 친수성은 후술하는 측정조건으로 측정한 흡수속도가 80 초 이하, 바람직하게는 1 ∼ 60 초, 보다 바람직하게는 20 ∼ 50 초인 것이 유리하다.
연마기포에 흡수속도가 상기 값이 되도록 친수성을 부여하기 위해서는, 연마기포를 음이온성, 또는 비이온성의 침투제로 처리하면 효과가 있다. 구체적으로는 음이온성의 침투제로서 디옥틸술포숙시네이트ㆍ나트륨염, 도데실디페닐에테르디술폰산ㆍ나트륨염, 도데실벤젠술폰산ㆍ나트륨염, 나프탈렌술폰산ㆍ나트륨염 등이 며, 비이온성 침투제로서는 2 급 라우릴알콜ㆍ에톡실레이트, 도데실알콜의 에틸렌옥시드 부가물, 에틸렌옥시드 부가알킬페닐에테르 등이다. 침투제의 처리량에 대해서는 사용하는 제에 따라 다르지만, 기포 당 0.01 ∼ 3 중량% 정도이다.
연마기포에 친수성을 부여하기 위해서는, 침투제의 수용액중에 연마기포를 침지시키는 방법, 연마기포의 표면에 침투제의 수용액을 스프레이법 또는 그라비어롤법 등의 수단으로 도포하는 방법이 있다.
연마기포를 침투제의 수용액에 침지시켜 연마기포의 전체에 친수성을 부여할 수도 있다. 그러나, 이 경우, 연마지립 슬러리가 연마기포의 내부까지 함침하여 연마에 사용되는 것 이상의 슬러리가 불필요하게 소비되게 된다. 고가인 연마슬러리의 소비량의 저감은 연마비용을 감소시키므로 바람직하다.
이렇게 본 발명의 연마기포는 연마표면이 친수성층을 갖고, 그 내측 (이면도 포함) 은 소수성인 복합구조일 수 있다. 이 복합구조인 연마기포를 사용하면, 연마지립 슬러리의 사용을 적게 할 수 있고, 게다가 피연마기재를 균일하며 생산성있게 연마할 수 있다.
친수성층과 소수성층의 2 가닥의 복합구조를 갖는 연마기포는, 다양한 방법으로 얻을 수 있다. 예컨대 연마기포를 발수제를 함유하는 액중에 침지시키거나 또는 연마기포에 발수제를 함유하는 액을 산포하여 발수성의 연마기포를 얻고, 이어서 그 표면에 친수성을 갖는 침투제의 액을 스프레이법 또는 그라비어롤법 등의 방법으로 도포함으로써, 표면이 친수성을 갖고 그 내부 (표면) 가 소수성인 연마기포를 얻을 수 있다.
친수성을 부여하기 위한 침투제로서는, 상기한 음이온성 또는 비이온성 모두 사용할 수 있다. 한편 발수성을 부여하기 위한 발수제로서는, 예컨대 불소계 발수제, 왁스계 발수제를 사용할 수 있다.
상기한 친수성면과 소수성면으로 형성되는 연마기포는, 이 양면의 흡수높이로 친수성 및 소수성의 정도를 나타낼 수 있다. 즉, 후술하는 방법 및 조건에서, 연마기포를 한쪽 단부가 물에 잠기도록 하여 수직으로 유지한 경우, 친수성면에서는 흡수높이가 20㎜/시간 이상, 바람직하게는 40 ∼ 90㎜/시간이며, 한편 소수성면에서는 흡수높이가 5㎜/시간 이하, 바람직하게는 0 ∼ 2㎜/시간인 것이 유리하다. 또한, 친수성면에서 10 분후의 흡수높이가 바람직하게는 10 ∼ 60㎜, 나아가서는 20 ∼ 50㎜ 인 것이 바람직하다. 연마시에 연마용 슬러리를 투입한 경우에도 한번에 대량의 슬러리를 연마기포가 흡수하지 않기 때문에, 연마용 슬러리를 유효하게 효율적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 연마기포에서 연마면은 친수성층을 갖고 있는 것이 바람직하고, 그 친수성층의 두께는 500㎛ 이하, 바람직하게는 400㎛ 이하, 가장 바람직하게는 350㎛ 이하인 것이 바람직하다. 하한은 100㎛ 인 것이 실용적이다.
본 발명의 연마기포는 연마면의 표면이 입모처리되어 있는 것이 바람직하다. 입모처리된 표면에서 연마함으로써 균일하고 동심원상의 홈을 피연마기재에 형성시키는 효과가 한층 용이하게 발휘되어 이상흠의 발생도 적어진다. 연마면의 표면의 입모는 그 자체 알려진 방법으로 실시할 수 있다.
표면이 입모된 연마기포를 얻기 위해서는, 예컨대 섬유기재에 고분자 탄성체 를 충전하여 얻어진 복합체 기포에 기모처리하면 된다. 그 때 복합체 기포를 유기실리콘 화합물로 처리하여 섬유의 기모효과를 높이는 것이 바람직하다. 이 유기실리콘 화합물은 통상 섬유기포의 입모처리에 있어서 섬유의 활성을 좋게 하기 위해 일반적으로 사용되는 것이면 된다.
본 발명자들의 연구에 의하면, 유기실리콘 화합물을 사용하여 섬유기포를 기모처리한 경우, 그 기포에 유기실리콘 화합물이 잔존하고, 그 잔존하는 유기실리콘 화합물이 연마처리시 탈락하여 연마되는 자기기록매체의 표면에 부착되는 것, 이 부착된 유기실리콘 화합물은 매체표면에 자기층을 형성시킨 경우, 그 부착부분에서 자기층이 박리되는 현상이 생김이 판명되었다.
연마기포로부터의 유기실리콘 화합물의 탈락에 따른 장해를 억제하기 위해서는, 연마기포중의 유기실리콘 화합물을 충분히 세척 제거하고, 그 함유량이 규소원자로서 연마기포 당 300ppm 이하, 바람직하게는 200ppm 이하인 것이 적합하다.
유기실리콘 화합물의 함유량을 상기 범위가 되도록 저감시키기 위해서는, 기모처리 후에, 연마기포를 폴리옥시에틸렌알킬렌에테르를 0.5 ∼ 10g/ℓ, 바람직하게는 1 ∼ 7g/ℓ의 농도로 함유하는 수용액을 사용하여 세척하는 것이 바람직함이 판명되었다. 여기에서, 폴리옥시에틸렌알킬에테르는 옥시에틸렌쇄에서의 반복단위가 2 ∼ 25 이며 알킬기의 탄소수가 4 ∼ 25 인 것을 적절하게 사용할 수 있다.
이어서, 자기기록기판을 본 발명의 연마기포를 사용하여 연마하는 방법을 하드디스크를 제조할 때의 텍스처가공에 기초하여 설명한다. 이 방법은 본 발명 의 연마용 기포와 연마지립을 분산시킨 슬러리를 사용하여 실시된다. 이것에는 통상적인 텍스처가공조건을 적용할 수 있고, 일례를 들면 연마지립을 분산시킨 슬러리의 지립농도가 0.1 ∼ 1 중량%, 연마슬러리액의 공급량이 4 ∼ 15㎖/분, 디스크회전수가 100 ∼ 500rpm, 연마기포의 공급량이 1 ∼ 10㎖/초, 실린더누름압력이 49 ∼ 294kPa, 연마시간이 5 ∼ 30 초이다.
여기에서는 연마지립을 분산시킨 슬러리와 연마용 기포의 이온성이 동종이거나, 또는 어느 하나가 비이온성인 것이 바람직하다. 예컨대, 어느 하나가 음이온성이고 다른쪽이 양이온성인 경우, 연마기포의 표면에서 슬러리의 분리가 발생하여 텍스처가공의 안정성이 손상되는 경향이 있다.
연마기포와 함께 사용하는 연마지립은 산화알루미늄, 이산화규소, 산화세륨, 산화지르코늄, 질화규소, 단결정 또는 다결정 다이아몬드 등으로 각각 입경은 0.05 ∼ 0.5㎛ 정도인 것이 사용된다.
특히 연마표면이 친수성층을 갖고, 그 내측이 소수성인 복합구조의 연마기포를 사용하고 텍스처가공하여 얻은 하드디스크는, 그 표면조도의 평균값으로부터 산정상부까지의 거리 (Rp) 가 평균값으로부터 골짜기저부까지의 거리 (Rv) 보다 작아 더욱 기록데이터의 고밀도화가 가능하다. 보다 구체적으로는, 최대 산정상부로부터 평균값까지의 거리를 Rp, 최대 골짜기저부로부터 평균값까지의 거리를 Rv 로 했을 때, 얻어진 하드디스크의 Rv/Rp＞1.5 인 것이 바람직하고, 나아가서는 Rv/Rp＞3.0 인 것이 바람직하다.
발명의 작용
본 발명의 연마기포는 섬유기재와 고분자 탄성체로 이루어지고, 고분자 중합체에 의해 보강됨으로써 섬유의 탈락이 방지되고 있는 것이다. 또, 섬유질기재를 구성하는 섬유는 극세섬유가 수속되어 이루어지는 섬유다발을 형성하고 있고, 섬유다발에서 중심부의 극세섬유의 평균직경 (d1) 이 외주부의 극세섬유의 평균직경 (d2) 의 1.5 배 이상이다. 본 발명에서는 이 관계에 있음으로써 연마기포의 강도와 정밀한 연마성을 양립시키고 있다. 만약, 중심부의 극세섬유가 외주부와 마찬가지로 가늘면 연마기포의 강도를 유지할 수 없다. 특히 하드디스크의 텍스처가공시와 같이 테이프상으로 사용하는 경우, 가공시의 장력에 의해 연마기포의 폭감소가 발생하면 표면이 거칠기 때문에 균일한 가공을 할 수 없다. 본 발명의 연마기포의 섬유기재를 구성하는 섬유다발에서는 중심부의 극세섬유의 직경이 두꺼워지기 때문에 섬유다발의 강도를 저하시키지 않고, 또 외주부의 극세섬유의 직경이 가늘어지기 때문에 미세한 연마지립의 연마기포로의 부착성이 향상되고, 또 연마부스러기 등 노이즈의 원인이 되는 미세한 먼지를 제거하는 효과가 증대한다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 제한되는 것은 아니다. 실시예에서 특별한 양해가 없는 한 퍼센트 (%), 비율은 중량%, 또는 중량비율을 나타낸다. 실시예에서의 측정값은 각각 이하의 방법에 따른 것이다.
(1) 극세섬유의 평균직경
이하에 서술하는 방법으로 극세섬유 단면의 직경을 구하였다.
우선, 작성한 연마기포를 시험편으로 하고, 이것을 물에 담궈 충분히 탈기 함수시킨 후, 주식회사 닛폰마이크로톰연구소 제조의 EF-10 형 전자식 시료냉각장치가 장착된 RM-S 형 마이크로톰을 사용하여 -20℃ 로 동결시킨 상태에서 예리한 나이프로 절단한다. 이어서 시료를 실온에서 해동하고, 절단면이 움직이지 않도록 유지하여 120℃ 에서 30 분간 건조시킨다. 이어서, 일본 전자데이텀주식회사 제조 JFC-1500 형 이온ㆍ스퍼터링장치로 금증착하여 JSM-6100 형 주사형 전자현미경으로 연구기포 표면에 대해 직각으로 절단되고, 그리고 원형 또는 원형에 가까운 타원형의 섬유다발 단면을 5 개 선택하여 4,000 배의 배율로 절단면의 사진을 촬영한다. 이 사진을 사용하여 섬유다발내의 극세섬유 단면의 직경을 측정한다.
절단면의 섬유다발의 최장직경의 중점을 중심으로 하여 이 중심에서 섬유다발 최외주까지의 거리의 1/2 의 범위내에 존재하는 극세섬유를 중심부의 극세섬유, 측면에서 관찰이 가능한 최외층의 극세섬유를 외주부의 극세섬유로 정의하고, 대상 극세섬유가 적은 경우에는 전체 수, 많은 경우에는 무작위로 선택한 중심부의 극세섬유 20 개, 외주부의 극세섬유 50 개인 직경을 측정하여 1 섬유다발의 평균을 산출하였다. 또한 섬유다발 5 개에서 최종적으로 평균값을 계산하여 연마기포에 사용되는 섬유다발의 중심부의 극세섬유의 평균직경 (d1), 외주부의 극세섬유의 평균직경 (d2) 을 구하였다.
(2) 100% 신장모듈러스
고분자 탄성체의 100% 신장모듈러스는 JIS-K6550 에 준하는 방법으로 시험편 을 재단하여 주식회사 시마즈제작소 제조 시마즈오토그래프 AGS-500G 를 사용하여 인장속도 50㎜/분으로 측정하고, 100% 신장시의 응력을 100% 신장모듈러스로 하였다.
(3) 두께 및 두께의 편차도 (CV 값)
연마기포의 길이방향으로 무작위로 500 점의 두께를 측정, 이 데이터로부터 두께의 평균값과 표준편차를 구하고, 하기 식으로 표준편차값 (CV 값) 을 구하였다.
CV 값 (%)=(표준편차/평균값) ×100
또한 두께는 백분의 1 까지 판독할 수 있는 시크니스 게이지로 가중 11.8kPa 의 조건에서 측정한 값을 사용하였다.
(4) 인장강도
JIS-K6550 에 준하는 방법으로 시험편을 재단하여 주식회사 시마즈제작소 제조 시마즈오토그래프 AGS-500G 를 사용하여 인장속도 50㎜/분으로 인장강도를 구하였다.
(5) 폭감소율
40㎜ (폭방향) ×150㎜ (길이방향) 으로 시험편을 재단하여 주식회사 시마즈제작소 제조 시마즈오토그래프 AGS-500G 를 사용하여 인장속도 50㎜/분으로 20N (5N/㎝) 의 하중이 가해질 때까지 신장시켰을 때의 폭을 측정하여 폭감소율 (%) 을 구하였다.
(6) 흡수속도 및 표면측 친수성의 층두께의 측정
연마기포를 온도 20℃, 습도 60% 의 데시케이터에 12 시간 이상 방치하여 시험편으로 한다. 온도 20℃, 습도 60% 로 유지된 실내에서 평탄한 면에 정치된 시험편위 2㎝ 의 높이에서 물을 마이크로피펫으로 15㎕ 적하시킨다. 적하 후부터 기포에 다 흡수될 때까지의 시간을 측정, 초수로 나타낸 것을 흡수속도로 하였다.
또, 적하시킨 물방울이 완전하게 시험편에 흡수된 후, 단면을 주식회사 키엔스 제조 VH-8000 형 디지털 마이크로스코프로 물방울이 침투된 부분의 단면을 관찰하여 물방울이 침투되어 있는 부분까지의 층을 계측한다. N=10 의 평균값을 친수층의 두께로 하였다.
(7) 흡수높이
연마기포를 25 (가로)㎜ ×250 (세로)㎜ 로 커트하여 시험편으로 하고, 온도 20℃, 습도 60% 의 데시케이터에 12 시간 이상 방치한다. 비커에 순수를 깊이가 5㎝ 이상이 되도록 넣고, 작성된 시험편의 선단 200㎜ 가 물에 잠기도록 시험편을 수직으로 고정시킨다. 1 시간 후, 또는 10 분 후에 물이 모관현상에 의해 흡입된 높이를 겉과 안에서 측정한다. 3 장을 측정한 평균을 평가대상으로 하였다.
(8) 규소함유량 측정
리카전기 (주) 제조 3080E 형 형광 X 선 분석장치로 측정하였다. 연마기포를 100㎎ 칭량하여 측정용 샘플로 하였다. 측정된 규소의 양으로 중량분율 (ppm) 로 표시하였다.
(9) 자기기록기판의 표면평균조도 (Ra), 피크값 (Rp), 밸리값 (Rv)
텍스처가공 후의 자기기록기판을 표면조도 측정기 (Veeco Instrument Inc. 제조 TMS-2000) 에 의해 측정하여 구한 차트를 기초로, JIS-B0601 에 기재된 방법으로 산출한 것이다. 즉, 측정한 표면조도가 측정길이방향 (x) 이 O 내지 L 까지의 구간에 대해 함수 (F(x)) 로 표시될 때 하기 수학식 (1) 에 의해 계산되는 것이다.
또한, 수학식 (1) 에서 <F(x)> 는 함수 F(x) 의 x=O ∼ L 에서의 평균값이다.
Figure 112002024443182-pct00001
또, Rp 및 Rv 는 각각 표면조도의 평균값으로부터의 산정상부와 골짜기저부의 차이이며, 하기 식으로 표시된다.
Rp=최대 산정상부-평균값, Rv=최대 골짜기저부-평균값
실시예 1
온도 260℃ 에서 측정한 멜트인덱스가 90 인 폴리에틸렌을 49.1 부, 멜트인덱스가 18 인 나일론 6 을 50 부, 폴리에틸렌글리콜을 0.9 부를 칩으로 혼합하였다. 이어서 그 혼합칩을 압출기에 공급하여 방사하였다. 용융부 및 스크루선단 온도는 260℃, 방사팩 및 방사구금부 온도는 250℃ 이며 방사구금의 구멍직경은 직경 0.3㎜ 였다. 또한, 각 혼합방사섬유를 연신하고 기계권축을 부여한 후 절단하였다. 얻어진 혼합방사섬유 (친사) 는 섬도 6.6dtex, 길이 51㎜ 의 스테 이플이었다. 이어서, 스테이플을 카드를 통과시켜 웨이브로 하고, 니들펀치처리하여 낙합섬유 웨이브를 작성하였다. 이 웨이브를 140℃ 의 가열존을 통과시켜 캘린더롤로 프레스하여 단위면적 당 중량 670g/㎡, 두께 1.9㎜ 의 섬유기재를 얻었다.
한편, 폴리테트라메틸렌글리콜/폴리부틸렌아디페이트 (각각 분자량 2,000)=60/40, 디페닐메탄디이소시아네이트, 에틸렌글리콜을 반응시켜 100% 신장모듈러스가 10.8㎫ 의 폴리우레탄수지 (고분자 탄성체) 를 얻었다. 이 폴리우레탄수지에 응고조정제, 디메틸포름아미드 (DMF) 를 가하여 고형분 15% 의 함침용액을 작성하였다.
이어서, 상기 섬유기재를 폴리우레탄 15% 농도의 함침용액에 침지시키고, 닙롤로 스퀴즈한 후, 수중에서 습식응고 및 탈용제를 실시하였다. 얻어진 기재를 열풍건조시키고, 섬유기재와 그 공극에 고분자 탄성체를 충전하여 이루어지는 복합체인 폴리우레탄함침 기재를 얻었다. 이 고분자 탄성체는 다공체를 형성하고 있었다. 이 기재를 85℃ 의 열톨루엔중에 함침-닙의 조작을 반복하여 섬유중의 해성분인 폴리에틸렌을 용해제거하여 극세섬유로 하였다. 얻어진 폴리우레탄함침 극세섬유기재에서 고분자 탄성체로서의 폴리우레탄수지와 섬유와의 비율 (R/F) 은 35/65 였다. 원래의 혼합방사섬유 (친사) 는 나일론극세섬유만으로 이루어지는 섬유다발로 되어 있고, 섬유다발내의 극세섬유 단면의 섬유직경은 앞에 기재한 측정법으로 측정한 중심부의 평균섬유직경이 1.10㎛, 외주부의 평균섬유직경이 0.31㎛ 이며 섬유다발내의 극세섬유의 개수는 약 650 개였다.
얻어진 폴리우레탄함침 극세섬유기재의 겉과 안에 그라비어롤로 DMF 를 약 5g/㎡ 도포, 건조시켰다. 처리된 표면에는 극세섬유다발간에 존재하는 공극에 고분자 탄성체가 존재하고 있었다. 이 고분자 탄성체는 DMF 에 의해 재용해된 폴리우레탄이다. 그 후 양면을 320 메쉬의 샌드페이퍼를 장착한 연마기로 연마하여 기모시키고 1/2 의 두께로 슬라이스하여 두께 0.65㎜ 의 입모기포를 작성하였다.
이 기포로 이루어지는 연마기포의 20% 신장시의 응력은 27.1N/㎝, 인장강도는 87.6N/㎝ 이며, 폭 4.0㎝ 의 연마기포를 20N 의 하중에 의해 인장했을 때의 중앙부의 폭감소는 2.0㎜ 로 연마기포표면에 거침도 없고 충분히 사용시 인장에 견딜 수 있는 것이었다.
얻어진 연마기포를 4.0㎝ 폭으로 슬릿하고, 자기기록기판인 알루미늄하드디스크의 텍스처가공에 사용하였다. 연마제는 0.1㎛ 의 다결정 다이아몬드지립을 함유하고 음이온성 분산제를 함유하고 있는 것이었다. 하드디스크의 표면평균조도 Ra=3.5Å 으로 양호하였다.
얻어진 연마기포 및 자기기록기판의 물성을 표 1 에 나타냈다.
비교예 1
온도 260℃ 에서 측정한 멜트인덱스가 90 인 폴리에틸렌을 복합섬유의 해성분, 멜트인덱스가 18 인 나일론 6 을 복합섬유의 도성분으로 하고, 도성분 0.056dtex, 도수 38 개, 배합비를 폴리에틸렌 (해성분): 나일론 6 (도성분)=40:60 으로 복합방사하고, 섬도 5.3dtex, 섬유길이 51㎜ 의 복합섬유를 얻었다. 실시 예 1 의 혼합방사섬유 대신에 이 복합섬유를 사용한 것 이외는, 실시예 1 과 마찬가지로 연마기포를 작성하였다. 얻어진 연마기포에서의 섬유다발의 외주부의 극세섬유와 중심부의 극세섬유의 직경은 양쪽 모두 2.4㎛ 였다.
이어서, 실시예 1 과 동일하게 텍스처가공을 실시하였다. 텍스처가공을 실시한 디스크의 표면평균조도 (Ra) 는 18Å 으로 되어 실시예 1 만큼의 균일한 표면은 얻어지지 않았다. 얻어진 연마기포 및 자기기록기판의 물성을 표 1 에 나타냈다.
실시예 2
실시예 1 에서 사용한 고형분 15% 의 폴리우레탄수지의 함침액 대신에 고형분 5% 의 함침액을 사용하는 것 이외는, 실시예 1 과 동일하게 실시하여 연마기포를 작성하였다. 이 연마기포의 고분자 탄성체 (폴리우레탄수지) 와 섬유기재의 비율은 5/95 였다.
이 연마기포는 실시예 1 에서 얻어진 것과 마찬가지로 극세섬유로 구성되어 있었다. 단, 실시예 1 의 것보다 모족이 길고 표면의 균일성이 약간 떨어져 두께의 편차도는 3.8, 인장강도는 8N/㎝ 였다.
이어서, 실시예 1 과 마찬가지로 텍스처가공을 실시한 결과, 스크래치흠은 적었다. 얻어진 연마기포 및 자기기록기판의 물성을 표 1 에 나타냈다.
비교예 2
폴리에틸렌을 50 부와 폴리에틸렌테레프탈레이트 50 부를 칩으로 혼합하였다. 이어서 그 혼합칩을 압출기에 공급하여 방사하였다. 용융부 및 스크루 선단 온도는 290℃, 방사팩 및 방사구금부 온도는 285℃ 이며 방사구금의 구멍직경은 직경 0.3㎜ 였다. 또한 각 혼합방사섬유를 연신하고 기계권축을 부여한 후 절단하고, 혼합방사섬유의 친사가 6.6dtex 의 스테이플로 하였다. 이어서, 카드를 통과시켜 웨이브로 하고, 니들펀치처리하여 단위면적 당 중량 670g/㎡ 의 섬유기재를 얻었다.
이어서, 실시예 1 과 마찬가지로 폴리우레탄수지를 함침, 극세섬유화, 기모를 실시하여 연마기포를 작성하였다. 얻어진 기포중의 섬유다발의 중심부의 극세섬유와 외주부의 극세섬유의 직경은 각각 0.32㎛, 0.23㎛ 였다. 연마기포의 인장강도는 25N/㎝, 폭감소는 8.5㎜ 로 두께편차는 4.0% 가 되고, 강도가 약하고 표면이 거친 연마기포가 되었다.
이 연마기포로 실시예 1 과 마찬가지로 텍스처가공을 실시한 결과, 스크래치흠이 많고, 디스크의 표면평균조도 (Ra) 도 10Å 으로 되어 실시예 1 만큼의 균일한 표면은 얻어지지 않았다. 얻어진 연마기포 및 자기기록기판의 물성을 표 1 에 나타냈다.
실시예 3
샌드페이퍼에 의한 연마를 실시하지 않은 것 이외는, 실시예 1 과 동일하게 하여 비입모타입의 연마기포를 작성하였다.
얻어진 연마기포를 실시예 1 과 마찬가지로 텍스처가공에 사용하였다. 하드디스크의 표면평균조도 (Ra) 는 4.0Å 으로 양호하였다.
얻어진 연마기포 및 자기기록기판의 물성을 표 2 에 나타냈다.
실시예 4
실시예 1 과 마찬가지로 입모기포를 작성하였다. 그 후 음이온계 침투제로서 디옥틸술포숙신산나트륨의 1% 수용액을 사용하고, 이 입모기포에 딥하여 드로잉율 70% 가 되도록 닙하였다. 이어서, 120℃, 5 분간의 조건에서 열풍건조시켜 연마기포로 하였다.
처리된 연마기포의 흡수속도는 5 초였다.
이 음이온계 침투제로 처리한 연마기포를 사용하여 실시예 1 과 마찬가지로 텍스처가공을 실시하였다. 연마제의 연마기포로의 침투속도는 실시예 1 보다 빠르고 스크래치흠 등의 결점이 없고, 텍스처의 표면평균조도 (Ra) 도 3.1Å 으로 양호하였다.
얻어진 연마기포 및 자기기록기판의 물성을 표 2 에 나타냈다.
실시예 5
실시예 1 의 폴리우레탄수지 (고분자 탄성체) 의 100% 신장모듈러스가 10.5㎫ 인 것 대신에 27.5㎫ 인 것 이외는, 실시예 1 과 동일하게 실시하여 연마기포를 작성하였다.
얻어진 연마기포를 실시예 1 과 마찬가지로 텍스처가공에 사용하였다. 하드디스크의 표면평균조도 (Ra) 는 3.8Å 으로 양호하였다. 얻어진 연마기포 및 자기기록기판의 물성을 표 2 에 나타냈다.
실시예 6
실시예 1 과 마찬가지로 폴리우레탄함침 극세섬유기재를 얻었다.
얻어진 기재의 겉과 안에 그라비어롤로 DMF 를 약 5g/㎡ 도포, 건조시켰다. 이어서 이 기재에 실코트 FZS (마츠모토유지제약주식회사 제조 아미노변성 실리콘, 고형분 농도 20%) 의 1% 수용액을 웨트ㆍ픽ㆍ업=70% 가 되도록 맹글로 짜고, 이어서 건조시켰다. 그 후 양면을 400 메쉬의 샌드페이퍼를 장착한 연마기로 안겉 각 2 회 연마하여 기모시키고, 슬라이스하여 두께 0.8㎜ 의 입모기포를 작성하였다.
얻어진 입모기포의 전체를 발수처리하기 위해, 불소계수지 F-90C (다이닛폰잉크공업주식회사 제조) 를 딥하고, 두께의 70% 의 클리어런스로 닙하여 건조시켰다. 기포에 대한 F-90C 의 고형분 부착량은 0.5% 였다. 그 때의 발수도는 JIS-K6328 에 기재되어 있는 발수시험으로 100 점이었다. 이 발수기포의 표면에 디옥틸술포숙신산나트륨의 5% 메탄올용액을 70 메쉬의 그라비어롤로 도포, 건조시켰다. 이 처리를 2 회 반복하여 표면친수처리된 연마기포를 얻었다. 인장강도는 86.7N/㎝ 이며, 폭 4.0㎝ 의 연마기포를 20N 의 하중에 의해 인장했을 때의 중앙부의 폭감소는 2.1㎜ 로 연마기포표면에 거침도 없고 충분히 사용시 인장에 견딜 수 있는 것이었다. 또, 이 연마기포의 흡수높이는 10 분에서 겉 2.6㎝, 안 0.0㎝, 1 시간에서 겉 5.0㎝, 안 0.0㎝ 로 시간과 함께 서서히 흡수되는 것이었다. 표면측 친수성층의 두께는 315㎛ 였다. 규소함유량은 3,150ppm 이었다.
얻어진 연마기포로 실시예 1 과 마찬가지로 텍스처가공을 실시하였다. 연마제의 연마재로의 침투속도도 최적이며 스크래치 등의 결점이 적었다. 또, 텍스처가공 후의 Rv/Rp=4.0 에서 Rp＜Rv 이며 Ra 도 3.2Å 으로 양호하였다.
얻어진 연마기포 및 자기기록기판의 물성을 표 3 에 나타냈다.
실시예 7
실시예 6 과 마찬가지로 입모기포를 작성하였다. 또한 얻어진 입모기포를 마츠모토유지제약주식회사 제조의 상품명 SSK-4 (폴리옥시에틸렌알킬에테르류) 를 4g/ℓ, 수산화나트륨을 2g/ℓ함유하는 용액중에서 욕비를 40 대 1 로 하고, 액류염색기로 60℃ 에서 40 분간 세정하였다.
그 후 실시예 6 과 마찬가지로 얻어진 입모기포의 전체를 발수처리하고 표면친수처리하여 연마기포를 얻었다. 인장강도는 86.7N/㎝ 이며, 폭 4.0㎝ 의 연마기포를 20N 의 하중에 의해 인장했을 때의 중앙부의 폭감소는 2.1㎜ 로 연마기포표면에 거침도 없고 충분히 사용시 인장에 견딜 수 있는 것이었다. 또, 이 연마기포의 흡수높이는 10 분에서 겉 2.4㎝, 안 0.0㎝, 1 시간에서 겉 5.0㎝, 안 0.0㎝ 로 시간과 함께 서서히 흡수되는 것이었다. 표면측 친수성층의 두께는 315㎛ 였다. 또한 세정효과에 의해 규소함유량은 30ppm 으로 실시예 6 의 3,150ppm 보다 현저하게 저하되었다.
얻어진 연마기포로 실시예 1 과 마찬가지로 텍스처가공을 실시하였다. 연마제의 연마재로의 침투속도도 최적이고, 또한 스크래치흠 등의 결점이 없고, 하드디스크의 Rv/Rp=4.0 에서 Rp＜Rv 이며, Ra 는 3.2Å 으로 양호하였다. 또한, 그 후 표면에 자기층을 구성한 하드디스크를 얻었다. 얻어진 하드디스크에는 자기층의 들뜸이 없는 양호한 것이었다.
얻어진 연마기포 및 자기기록기판의 물성을 표 3 에 나타냈다.
실시예 8
샌드페이퍼에 의한 연마를 실시하지 않은 것 이외는, 실시예 6 과 마찬가지로 실시하여 비입모타입의 연마기포를 작성하였다. 이 연마기포의 흡수높이는 10 분에서 겉 2.0㎝, 안 0.0㎝, 1 시간에서 겉 4.8㎝, 안 0.0㎝ 로 시간과 함께 서서히 흡수되는 것이었다. 표면측 친수성층의 두께는 320㎛ 였다.
얻어진 연마기포를 실시예 1 과 마찬가지로 텍스처가공에 사용하였다. 약간 스크래치흠이 증가하는 경향이 있지만, 하드디스크의 Rv/Rp=3.5 에서 Rp＜Rv 이며 표면평균조도 (Ra) 는 1.9Å 으로 양호하였다.
얻어진 연마기포 및 자기기록기판의 물성을 표 3 에 나타냈다.
비교예 3
온도 260℃ 에서 측정한 멜트인덱스가 90 인 폴리에틸렌을 복합섬유의 해성분, 멜트인덱스가 18 인 나일론 6 을 복합섬유의 도성분으로 하고, 도성분 0.056dtex, 도수 38 개, 배합비를 폴리에틸렌 (해성분): 나일론 6 (도성분)=40:60 으로 복합방사하여 섬도 5.3dtex, 섬유길이 51㎜ 의 복합섬유를 얻었다. 실시예 6 의 혼합방사섬유 대신에 이 복합섬유를 사용한 것 이외는, 실시예 6 과 동일하게 연마기포를 작성하였다. 얻어진 연마기포에서의 섬유다발의 외주부의 극세섬유와 중심부의 극세섬유의 직경은 양쪽 모두 2.4㎛ 였다.
또, 연마포의 흡수높이는 겉쪽이 4.0㎝, 안쪽이 0.0㎝ 였다.
이어서, 실시예 1 과 마찬가지로 텍스처가공을 실시하였다. 텍스처가공 을 실시한 디스크의 표면평균조도 (Ra) 는 9.5Å 으로 되어 실시예 1 이나 실시예 6 만큼의 균일한 표면은 얻어지지 않았다. 얻어진 연마기포 및 자기기록기판의 물성을 표 4 에 나타냈다.
실시예 9
실시예 1 에 기초하여 실시예 6 에서 사용한 고형분 15% 의 폴리우레탄수지의 함침액 대신에 고형분 5% 의 함침액을 사용하는 것 이외는, 실시예 6 과 동일하게 실시하여 연마기포를 얻었다. 이 연마기포의 고분자 탄성체로서의 폴리우레탄수지와 섬유기재의 비율은 5/95 였다.
이 연마기포는 실시예 6 과 마찬가지로 극세섬유로 구성되어 있었다. 그러나, 고분자 탄성체가 적기 때문에 표면의 형태를 유지할 수 없고, 실시예 6 에서 얻어진 것보다 모족이 길고 표면의 균일성이 떨어져 두께의 편차도도 컸다.
이어서, 실시예 1 과 마찬가지로 텍스처가공을 실시하였는데, 가공시에 연마기포가 흡수되어 신장되기 쉬운 경향이 있었다. 얻어진 연마기포 및 자기기록기판의 물성을 표 4 에 나타냈다.
실시예 10
실시예 1 에 기초하여 실시예 6 에서 사용한 고형분 15% 의 폴리우레탄수지의 함침액 대신에 고형분 30% 의 함침액을 사용하는 것 이외는, 실시예 6 과 동일하게 실시하여 연마기포를 작성하였다. 이 연마기포의 고분자 탄성체로서의 폴리우레탄수지와 섬유기재의 비율은 70/30 이었다. 또 이 연마기포의 흡수높이는 겉쪽이 4.0㎝, 안쪽이 0.0㎝ 였다.
이어서, 실시예 1 과 마찬가지로 텍스처가공을 실시하였다. 표면에 노출된 폴리우레탄이 많고, 약간의 스크래치흠이 발생하였다. 그러나, 텍스처가공된 디스크의 Rv/Rp=2.4 에서 Rp＜Rv 이며, 또 표면평균조도 (Ra) 는 4.5Å 으로 양호하였다.
실시예1 비교예1 실시예2 비교예2
연마기포두께 ㎜ 0.65 0.65 0.5 0.65
두께의 CV값 % 2 2 3.8 4
섬유다발중의 극세섬유
중심부D1 ㎛ 1.1 2.4 1.1 0.32
외주부D2 ㎛ 0.31 2.4 0.31 0.23
D1/D2 3.5 1 3.5 1.4
최대직경 ㎛ 4.3 2.4 4.3 0.41
최소직경 ㎛ 0.05 2.4 0.05 0.05
극세섬유개수 개 650 38 650 2500
합계섬도 (1섬유다발) dtex 3.3 2.1 3.3 3.3
고분자 탄성체 100% 신장모듈러스 ㎫ 10.5 10.5 10.5 10.5
고분자 탄성체/섬유(R/F) 35/65 35/65 5/95 35/65
인장강도 N/㎝ 87.6 120 8 25
폭감소율 % 5.0 0.5 10 8.5
흡수속도 초 25 25 10 5
흡수높이 (1h) 겉 ㎝ 18.4 17.6 17.3 14.3
안 ㎝ 17.5 16.3 18.4 15.3
텍스처가공결과
Ra Å 3.5 18 12 10
Rv/Rp 1.2 1.2 1 1.1
실시예3 실시예4 실시예5
연마기포두께 ㎜ 0.7 0.65 0.65
두께의 CV값 % 1.8 2 2
고분자 탄성체 100% 신장모듈러스 ㎫ 10.5 10.5 27.5
고분자 탄성체/섬유(R/F) 35/65 35/65 35/65
인장강도 N/㎝ 87.6 87.6 131.4
폭감소율 % 5.0 5.0 1.3
흡수속도 초 25 5 25
흡수높이 (1h) 겉 ㎝ 18.5 20 16.5
안 ㎝ 17.3 19.5 17.5
입모 없음 있음 있음
텍스처가공결과
Ra Å 4 3.1 3.8
Rv/Rp 1.1 0.95 0.85
실시예6 실시예7 실시예8
연마기포두께 ㎜ 0.8 0.8 0.8
두께의 CV값 % 2.2 2.0 2.3
고분자 탄성체 100% 신장모듈러스 ㎫ 10.5 10.5 10.5
고분자 탄성체/섬유(R/F) 35/65 35/65 35/65
인장강도 N/㎝ 86.7 78.3 88.5
폭감소율 % 5.3 5.0 5.8
흡수속도 초 45 45 53
흡수두께 ㎛ 315 315 320
흡수높이 (1h) 겉 ㎝ 5.0 5.0 4.8
안 ㎝ 0.0 0.0 0.0
입모 있음 있음 없음
텍스처가공결과
Ra Å 3.2 3.2 1.9
Rv/Rp 4.0 4.0 3.5
비교예3 실시예9 실시예10
연마기포두께 ㎜ 0.8 0.8 0.8
두께의 CV값 % 2.3 3.8 2.0
섬유다발중의 극세섬유
중심부D1 ㎛ 2.4 1.1 1.1
외주부D2 ㎛ 2.4 0.31 0.31
D1/D2 1 3.5 3.5
최대직경 ㎛ 2.4 4.3 4.3
최소직경 ㎛ 2.4 0.05 0.05
극세섬유개수 개 38 650 650
합계섬도 (1섬유다발) dtex 2.1 3.3 3.3
고분자 탄성체 100% 신장모듈러스 ㎫ 10.5 10.5 10.5
고분자 탄성체/섬유(R/F) 35/65 5/95 70/30
인장강도 N/㎝ 126.5 8.0 88.1
폭감소율 % 3.8 25 5.0
흡수속도 초 95 50 58
흡수높이 (1h) 겉 ㎝ 4.0 5.0 4.0
안 ㎝ 0.0 0.0 0.0
텍스처가공결과
Ra Å 9.5 12 4.5
Rv/Rp 3.5 1.0 2.4

Claims (18)

  1. 섬유기재와 그 안에 고분자 탄성체를 충전하여 이루어지는 복합체 기포(基布)로 이루어지는 연마기포로서, 상기 섬유기재는 (1) 20 ∼ 3,000 가닥의 극세섬유가 수속된 섬유다발로 구성되고, (2) 상기 섬유다발은 그 길이방향의 직각단면의 중심으로부터 반경의 1/2 의 주위까지의 중심부에 존재하는 극세섬유의 평균직경 (D1) 이 0.3 ∼ 10㎛ 이며, 반경의 1/2 의 주위로부터 외주까지의 외주부에 존재하는 극세섬유의 평균직경 (D2) 이 0.05 ∼ 1㎛ 이며 또한 D1/D2 의 비가 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 연마기포.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연마기포는 고분자 탄성체/섬유기재의 비율이 중량으로 10/90 ∼ 60/40 의 범위인 연마기포.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 연마기포는 상기 섬유기재를 구성하는 섬유다발간에 존재하는 공극에 실질적으로 고분자 탄성체가 존재하는 연마기포.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유기재는 50 ∼ 2,000 가닥의 극세섬유가 수속된 섬유다발로 구성되는 연마기포.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유다발은 상기 중심부에 존재하는 극세섬유의 평 균직경 (D1) 이 0.5 ∼ 2㎛ 이며 또한 상기 외주부에 존재하는 극세섬유의 평균직경 (D2) 이 0.1 ∼ 0.7㎛ 인 연마기포.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유기재는 상기 섬유다발로 구성된 부직포 구조체인 연마기포.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 고분자 탄성체는 그 100% 신장 모듈러스가 9 ∼ 40㎫ 인 연마기포.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유다발은 폴리아미드로 형성된 극세섬유로 구성되는 연마기포.
  9. 제 1 항에 있어서, 두께가 0.3 ∼ 1.2㎜ 이며, 또한 두께의 표준편차값 (CV) 이 3 이하인 연마기포.
  10. 제 1 항에 있어서, 폭이 5 ∼ 300㎜ 인 테이프상 형태를 갖는 연마기포.
  11. 제 1 항에 있어서, 인장강도가 10N/㎝ 이상인 연마기포.
  12. 제 1 항에 있어서, 5N/㎝ 의 하중시의 폭감소가 20% 이하인 테이프상 형태를 갖는 연마기포.
  13. 제 1 항에 있어서, 적어도 한쪽 표면에서의 흡수속도가 80 초 이하인 연마기포.
  14. 제 1 항에 있어서, 한쪽 표면에는 친수성층을 갖고 또한 그 층은 500㎛ 이하의 두께를 갖는 연마기포.
  15. 제 1 항에 있어서, 한쪽 표면측에서의 흡수높이가 20㎜/시간 이상이고, 그 반대면측에서의 흡수높이가 5㎜/시간 이하인 연마기포.
  16. 제 1 항에 있어서, 한쪽 표면측은 입모처리되어 있는 연마기포.
  17. 섬유기재와 그 안에 고분자 탄성체를 충전하여 이루어지는 복합체 기포로 이루어지는 연마기포로서, 상기 섬유기재는 (1) 20 ∼ 3,000 가닥의 극세섬유가 수속된 섬유다발로 구성되고, (2) 상기 섬유다발은 그 길이방향의 직각단면의 중심에서 반경의 1/2 의 주위까지의 중심부에 존재하는 극세섬유의 평균직경 (D1) 이 0.3 ∼ 10㎛ 이며, 반경의 1/2 의 주위에서 외주까지의 외주부에 존재하는 극세섬유의 평균직경 (D2) 이 0.05 ∼ 1㎛ 이며 또한 D1/D2 의 비가 1.5 이상이고, 상기 연마기포는 (a) 한쪽 표면에서의 흡수높이가 20㎜/시간 이상이고, 그 반대면측에서의 흡 수높이가 5㎜/시간 이하이며, 또한 (b) 한쪽 표면측은 입모처리되어 있는 것을 특징으로 하는 연마기포.
  18. 산화알루미늄, 이산화규소, 산화세륨, 산화지르코늄, 질화규소, 단결정 다이아몬드 및 다결정 다이아몬드로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 연마지립을 포함하고 또한 직경이 0.05 ∼ 0.5㎛ 인 연마지립을 포함하는 슬러리를, 자기기록기판의 표면에 공급하면서, 제 1 항에 기재된 연마기포를 사용하여 이 기판의 표면을 연마하는 것을 특징으로 하는 자기기록기판의 연마방법.
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