説明

研磨方法

【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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【特許文献1】特開2002−172555号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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。
【発明の効果】
【0006】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【実施例】
【0019】
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。
【0020】
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の針密度でニードルパンチして目付570g/m、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、厚さ1.9mmであった。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
[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、厚さ1.9mm、繊維質基材は目付447g/m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。
【0024】
[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。

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。

【公開番号】特開2006−224277(P2006−224277A)
【公開日】平成18年8月31日(2006.8.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−43779(P2005−43779)
【出願日】平成17年2月21日(2005.2.21)
【出願人】(303000545)帝人コードレ株式会社 (66)
【Fターム(参考)】