JPH02158682A - 研磨剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は研磨剤組成物に関するものである。

詳しくは、研磨能率がよく、すぐれた研磨表面を形成す
ることができる研磨剤組成物に関するものである。

〔従来技術〕

従来、水とアルミナからなる研磨剤４組成物は知られて
いる（例えば、特開昭！４ｔ−ｇ９Ｊｇ９号参照）が、
研磨速度が十分でなく、研磨速度を上げる目的でアルミ
ナの粒径を大きくすると５イυＦ磨表面に荒れが生ずる
ようになり、研磨速度と表面状態の両方を満足するもの
とは言えなかつた。

過去ＩＯ年間に於いて、工業的規模の生産が飛躍的に増
加したシリコン及び化合物半導体基板、各棟の磁気メモ
リーノ・−ドディスク、レーザ一部品等の材料の精密研
磨加工においては、特に加工面の平滑度、無欠陥性（ス
クラッチ、オレンジビール、ビット、ノジュール、クラ
ンク等の欠陥がない事〕に対する要求水準が、過去の何
時加工技術水準に比して遥かに高度化すると共に、他方
、生産、検査設備等に多額の投０が必要な為、生産スピ
ードの向上、不良欠陥ロスの低減に依るコストカットも
重要な課題となっている。

従って、これらの分野で開用される研磨剤に就いても加
工精度と共に研磨速度の向上に対する要望が極めて強い
ものとなっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者らは、かかる要望を満足するよりすぐれた研磨
剤組成物をイ４Ｉるべく、鋭意研究を重ねた結東、水と
α−アルミナからなる研磨剤組放物に金属の亜硝酸塩を
存在させるときは、加工物加工面の平滑度５或は表面欠
陥（スクラッチ、オレンジピール等）発生防止等の研磨
仕上がり効果を低下させることなく、しかも研磨速度を
大幅に向上させることが出来ることを知得して本発明を
完成した。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の要旨は、水、α−アルミナ及び金属の亜硝酸塩
を含有してなる研磨剤組成物に存する。

以丁、本発明を更に詳細に説明する。

本発明で使用するα−アルミナとしては、特に限定され
ないがバイヤライト、ジブサイト、バイトラージライト
、ベーマイト、ｒ−アルミナ、θ−アルミナのよりなα
−アルミナ以外のアルミナを、常法に従い／　１００℃
以上の温度で焼成して得たアルミナが挙げられる。此の
焼成温度は高い程研磨速度が大きくなる傾向があるので
／２００ｏｃ以上、／２００〜／ｒ０００Ｃで焼成して
得られたα−アルミナが好ましい。

加工精度及び研磨速度を考慮すると本発明で使用される
α−アルミナは平均粒径で０．　／〜１０μ、好ましく
は０．／〜３μであシ、又最大粒径で３０μ以下、好ま
しくは２０μ以下の微粉体である。従って、焼成して得
られたα−アルミナは通常の微粉砕装置即ち湿式スラリ
方式ではボールミル、振動ミル等で粉砕し粗大粒子は重
力沈降、遠心沈降等の装置で分級するか、或は乾式方式
即ちジェット気流に依る粉砕分級処理により所望の粒度
に整粒する。

α−アルミナの含有量は、組成物全量に対して７〜３０
重量％、好ましくは２〜７３重量％が困難となる。

金属の亜硝酸塩としては、種々の金属の塩が挙げられる
が、周期律表第■〜ＩＩＪ族の金属の塩が好ましい。具
体的には、ナトリウム５カリウム、カルシウム、マグネ
シウム、バリウム、亜鉛、アルミニウムなどの亜硝酸塩
が挙げられる。

これらの中では、アルミナ−水スラリー系に対する分散
又は凝集作用が高い点で亜硝酸カルシウム、亜硝酸カリ
ウム、亜硝酸ナトリウムなどが好ましい。

金属の亜硝酸塩の含有量は、組成物全量に対して０．１
〜２０重量％、好ましくは０．　／　−／　０重量％で
ある。この量があまりに少ないと本発明の効果が期待出
来なくなる。逆にあまりに多くても、添加効果が向上す
る事もなく、冬季低臨時に塩の結晶が析出するとか、排
水浄化処理の負担を増す等の不都合を生じるようになる
。

本発明の研磨剤組成物が優れた研磨効果を有することの
詳細は不明であるが、金属の亜硝酸塩の存在が研磨剤組
成物中のα−アルミナの分散状態に何等からの影響を及
ぼし、かかる分散状態がＩｆ暦加工に有利に作用すると
思われる。

また５本発明の研磨剤組成物にベーマイトを存在させる
と、更にすぐれた効果を得ることができる。

ベーマイトは、アルミナ水和物の一種であり、ジブサイ
ト等を２５Ｏ℃程度で加圧水熱処理するか、或はチーグ
ラー法で合成されるアルミニウム有機化合物［Ａｌ　（
ＯＲ，）３　）　　（但し、ｆ（はアルキル基である）
の加水分解に依って製造する方法で一般的に生産されて
おり、アルミナゾル、セラミックバインダー、繊維製品
カーベントの帯電防止処理、水の浄化処理、化粧品、軟
こうの増粘剤、アルミナ系触媒又は触媒担体等の原料と
して広く利用されている工業材料である。

ベーマイトは、Ａ１００■を又はＡ　１２Ｃ）ｓ−８２
０の化学式で表示される物質で、粉体製品としては、例
えば、ＫＡＩＳＥＲ（米国）　、　ＶＩＳＴＡ　Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ（米国）　、　Ｃｏｎｄｅａ　Ｃｈｅｍｉｅ
　（ドイツ９等から市販されている。例えば−００μ以
下９５％、りＳμ以下３０％の粒子からなる粉体を水中
又は酸性の水中で攪拌、分散させると、一部繊維状、大
部分は粒状で、且つそのサイズが０．０　／μ以下の超
微細粒子の形で分散し、コロイド状のゾルを形成する性
質を有する。ベーマイトのゾルは等電点？、りであり、
粒子自身が陽性に帯電している事が電気泳動法により観
測される。

本発明で水に分散されるベーマイトは粉体でもベーマイ
トゾルでも使用可能であるが、いずれの場合も、水に分
散させた場合の粒子径がｏ、ｏｉμ以下のゾルを形成す
るものを使用する。

ベーマイトの含有量は組成物全量に対し０．１〜２０重
量％、好ましくはｏ、５−ｉｏ重重量である。ベーマイ
ト含有量が余りに少ないと研磨速度向上の効果が期待出
来ず、逆に余りに多いと見掛粘度、チキントロピー性が
増大し、α−アルミナの均一分散性を損なう事となると
同時に研磨剤組成物の容器からの取出しが困難となる等
ハンドリング上不適な物性となる。

水、α−アルミナ及び金属の亜硝酸塩を含有してなる本
発明研磨剤組成物に更にベーマイトをま有することによ
る作用の詳細は不明であるが、以下の如く推定される。

即ち、前述のα−アルミナ粒子は、これ全水中又は酸性
の水中で攪拌し分散させると、個々の粒子は陽性の電荷
を保有し、水又は電解質の陰イオンを吸着し電気的二重
層を形成する。かかる微粒子の分散系にあってはファン
デルワールス引力に依る凝集と電気的斥力に依る反発作
用力とで成る種の平衡状態を形成するのであるが、こ＼
にベーマイトを共存させると、ベーマイトは該水中で陽
性に帯電するため、全体の分散系としては電気的斥力に
依る粒子相互間の分散効果が強まる事となる。

かかるスラリー状研磨剤による精密研磨加工に於ては遊
離砥粒であるα−アルミナ粒子が単分散又は凝集状態で
研磨バンドに保持され、成る加工圧で被加工物表面を摺
動するにつれて、砥粒（α−アルミナ粒子）がころがり
つ＼或は滑りつ＼研削作用を及はしている事になシ、砥
粒が被加工物表面を研削する作用点の数が多く且つ各作
用点での研削作用力が均一である程、加工時の単位摺動
量、単位時間当りの研磨量が大きく且つ加工表面精度が
高くなる筈である。しかしながら、研磨パッドと被加工
物表面の接触前では砥粒（α−アルミナ〕と被加工物が
研削されて発生した微細粒子（削如かすンが水に懸濁し
たスラリ状態声存在するため、個々の粒子の分散又は凝
集状態が研磨量、研磨仕上多件に強く影響を及ぼすであ
ろう事が推定されるが、本発明の如く水、α−アルミナ
及び金属の亜硝酸塩、場合によっては更にベーマイトを
含有してなる研磨剤に於ては金属の亜硝酸塩及びベーマ
イトが各粒子の分散又は凝集状態に影響し、研磨性能の
向上をもたらすと思われる。

本発明の研磨剤組成物の調製は、前記各成分を混合攪拌
すればよく、混合順序等も特に制限されるものではない
。

又、この研磨剤組成物の調製に際しては、被加工物の種
類、加工条件等の何時加工上の必要条件に応じて、下記
の如き各種の公知の添加剤を加えてもよい・ 添加剤としては、例えば５エタノール、グロバノール、
エチレングリコールの様な水溶性アルコール類、アルキ
ルベンゼンスルホン酸ソーダ、ナフタリンスルホン酸の
ホルマリン縮合物の様な界面活性剤、硫酸、塩酸、硝酸
、酢酸の様な酸類、リグニンスルホン酸塩、カルボキシ
メチルセルロース塩、ポリアクリル酸塩の様な有機ポリ
アニオン系物質、セルロース、カルホキジメチルセルロ
ース、ヒドロキシエチルセルロースの様なセルロース類
、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、酢酸アンモニ
ウムの様な無機塩類等があげられる。

尚、本発明の研磨剤組成物のｐ）（とじては、３〜ｇ、
好ましくはダ〜７である。ｐＨは、塩の種類、添加量等
に依って変動するものであるが、一般に、水−アルミナ
系研磨剤でｐｉ−１’ｉアルカリサイドに偏倚させると
、高粘度となり、多孔質網状組織からなる研磨パッドの
目詰まり劣化、被加工物表面へのスクラッチ発生トラブ
ル等を起こし易くなるので、研磨剤組成物のｐＨを酸性
サイドに調整するのが通例であって、かかる目的で酸類
を少量添加する場合がある。

本発明の研磨剤組成物は、金属、ガラス、プラスチック
等のイσｆ磨に使用されるが、欠陥のないイσ４Ｍ表面
が得られることから、メモリーハ−ドディスク等の研磨
に特に好適である。

〔実施例〕

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが２本
発明はその要旨を超えない限９以下の実施例に限定され
るものではない。

実施例７〜ｇ、及び比較例／ 〔研磨剤組成物の調整〕 水酸化アルミニウムを１３００℃、Ｓ時間の条件で焼成
し、乾式方法で粉砕整粒したα−アルミナ（平均粒子径
０．５７μ、最大粒子径ｇμ）を、高速ミキサーを用い
て水に分散させてα−アルミナ濃度ｇ重量係のスラリー
を調製した。

これに金属の亜硝酸塩を第１表に記載の割合で添加分散
させて研磨剤、組成物を調製した。

〔研磨試験〕

波加工物としてアルミニウム基板にニッケルリンの無電
解メツキにノケル９０〜９λ係、リン／　０−１％の合
金メツキ層）を施した３、Ｓインチメモリハードディス
ク（外径約９５へ）の基板を便用した。

此のディスクと両面研磨機に装填して研磨する。研磨機
の上下定盤に、夫々、スェードタイプのポリウレタン基
質研磨バッドが装着しである両面研磨機に該ディスクを
装填し、ディスクと歯研磨バンドを相対的に摺動させて
Ｓ分間研磨を行なった。

研磨はディスクと両何時バッドの間に上記研磨剤試料を
毎分当す３θθ仏の割合で供給し、加工圧／　ｏ　ｏ　
ｙ　７ＣＩｌで行なった。

研磨の後、ディスクを両面研磨機より取出し、超音波洗
浄をくシ返し、ディスク加工面を清浄にして、目視検査
に依り、表面欠陥の有無程度を評価した。

次にディスクの厚さの計測を行ない厚さの減少量から毎
分当りの平均研磨速度を算出した。

此の試験結果は第１表に示す通りである。

第　　／　　表 実施例９〜Ｊｇ、及び比較例コ 水酸化アルミニウム６ｉ３ｏｏ℃、Ｓ時間の条件で焼成
し、乾式方法で粉砕整粒したα−アルミナ（平均粒子径
ｏ、ｓ　ｙμ、最大粒子径ｇμ）を、高速ミキサーを用
いて水に分散させてα−アルミナ濃度６重量係のスラリ
ーを調製した。

これに第−表に示す金属の亜硝酸塩およびべ一マイｉｆ
添加分散させて研磨剤組成物を調製した。

なお、ベーマイトとしてはＣｏｎｄｅａ　Ｃｈｅｒｎｉ
　ｅ社製Ｐｕｒａｌ　（商障名）　ｓ　ｃ　ｒ＝”　（
平均゛粒子径約２０、ｕ）を使用した。

実施例／におけると同様にして研磨試験を行なった結果
は下記第２表に示す通りである。

第 表 〔発明の効果〕 本発明に従いα−アルミナ−水分散系に金属の亜硝酸塩
を添加した研磨剤組成物は、研磨加工面に表面欠陥全発
生する事なく、より高い研磨速度を発現し、研磨加工能
率を高めることができる。しかも、本発明の研磨剤組成
物は研磨速度が高いため、研磨加工時間の短縮、研磨剤
消費量の低減、高価なる研磨パッドの損耗、劣化の減少
等による加工コストの低下をもたらし、極めて有用であ
る。

出　願　人　　三菱化成株式会社 代　理　人　　弁理士　長谷用　　　−ほか／名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水、α−アルミナ及び金属の亜硝酸塩を含有して
   なる研磨剤組成物。