JPH02158683A - 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組成物は知られてい
る（例えば、特開昭Ｓダーｇ９３ｇ７号参照つが、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、研磨表面に荒れが生ずるようにな
υ、研磨速度と表面状態の両方を満足するものとは言え
なかった。

過去１０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、各種の磁気メモ
リーハードディスク、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、ピント、ノジュール、クラ
ック等の欠陥がない事）に対する要求水準が、過去の研
磨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資が必要な為、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、これらの分野で使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
剤組成物を得るべく、鋭意研究を重ねた結果、水とα−
アルミナからなる研磨剤組成物に、ベーマイト及び無機
酸又は有機酸のアンモニウム塩を存在させるときは、加
工物加工面の平滑度、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９効果を低下さ
せることなく、シ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、ベーマイト及び無
機酸又は有機酸のアンモニウム塩を含有してなる研磨剤
組成物に存する。

以下１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
ないがバイアライト、ジグサイト。

バイトラージライト、ベーマイト、ｒ−アルミナ、θ−
アルミナのようなα−アルミナ以外のアルミナを、常法
に従い１１００℃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（Ｄで／２００’（Ｊｊ上、／２００〜／
３００℃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．　／〜ｉｏμ、好ましく
は０．　／　、　Ｊμであり、又最大粒径で３０μ以下
、好ましくはコＯμ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／−Ｊ　
０重量％、好ましくはコ〜７５重Ｍチである。あ！、シ
に少ないと研磨速度が小さくなシ、逆にあまりに多いと
均一分散が保てなくなシ、かつ、スラリー粘度が過大と
なって取扱いが困難となる。

一方、ベーマイトは、アルミナ水和物の１種である。ア
ルミナ水和物には結晶形の違いによりジブサイト、バイ
アライト、ノルストランダイト、ベーマイト、ジアスボ
ア等が存在するが、本発明の研磨剤組成物ではベーマイ
トを含有することを必須の要件とする。

ベーマイトとは、ジグサイト等を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）ｓ　］（但し、Ｒはア
ルキル基である）の加水分解に飲って製造する方法で一
般的に生産されておシ、アルミナゾル、セラミックバイ
ンダー、繊維製品、カーペットの帯電防止処理、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、Ａ１００Ｈ又はＡ１□へ・ｈＯの化学式
で表示される物質で、粉体製品としては、例えば、ＫＡ
ＩＳＥＲ（米国）、ＶＩＳＴＡ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ（米
国）、Ｃｏｎｄｅａ　Ｃｈｅｍｉｅ　（ドイツ）等から
市販されている。例えば−〇θμ以下９．５′％５４１
５７ｚ以下５θ係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、グであシ、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０．０／μ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．／〜２０Ｍ
量チ、好ましくはｏ、５−７ｏｚ量係であ見掛粘度、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。

更に本発明では水、α−アルミナ及びベーマイトからな
る系に、粒子の分散性、或は逆に凝集性を高めるために
無機酸又は有機酸のアンモニウム塩を添加することが必
要である。

無機酸又は有機酸のアンモニウム塩としては、硫酸、亜
硫酸、塩酸、硝酸、亜硝酸、燐酸のような無機酸又は蟻
酸、酢酸、蓚酸のような有機酸のアンモニウム塩等が挙
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硫酸、塩酸、硝酸、
燐酸又は酢酸のアンモニウム塩が好ましい。

無機酸又は有機酸のアンモニウム塩の含有量は、組成物
全量に対してＯ，Ｓ−コＯ重重量、好ましくは／〜１０
Ｍ＊係である。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。

逆にあまシに多くても、添加効果が向上する事もなく、
冬季低温時に塩の結晶が、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廟することの
詳細は不明であるが、ベーマイト及び無機酸又は有機酸
のアンモニウム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７の影響を及ぼし、かかる分散状
態が研磨加工に有利に作用すると思われる。即ち前述の
α−アルミナ粒子を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逝するため、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＼研削作用を及ぼしている事になり２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
物表面の接触面では砥粒（α−アルミナ）と被加工物が
研削されて発生した微細粒子（削如かず）が水に懸濁し
たスラリ状態が存在するため、個々の粒子の分散又は凝
集状態が研磨量、研磨仕上り性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
、ベーマイト及び無機酸又は有機酸のアンモニウム塩を
含有してなる研磨剤に於てはベーマイト及び無機酸又は
有機酸のアンモニウム塩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５混合順序等も行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、加工条件等の研磨加工上の必要条件に応じて、下記
の如き各を重の公知の添加剤を加えてもよい。

添加剤としては、例えば、エタノール、グロパノール、
エチレングリコールの様な水溶性アルコール類、フルキ
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
ンメチルセルロース塩、ポリアクリル酸塩の様な１１ポ
リアニオン系物質、セルロース、カルボキシメチルセル
ロース、ヒドロキシエチルセルロースの様なセルロース
類等があげられる。

尚、本発明のイυｆ磨剤組成物のｐＨとしては５３〜ｇ
、好ましくはｑ〜７である。ｐ　！−１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Ｋ、水−
アルミナ系研磨剤でｐ　Ｈをアルカリサイドにすると、
高粘度となり、多孔質網状組織からなる研磨バッドの目
詰まシ劣化、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ｐｉ（ｋｍ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、金楕、ガラス、プラスチック
等の研磨に使用されるが、欠陥のない研磨表面が得られ
ることから、メモリーハー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、本
発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定され
るものではない。

実抱例／〜３０、及び比較例１ 〔研磨剤組成物の調整〕 水酸化アルミニウムｆ／３００℃、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、ｒｔｉμ、最大粒子径ｇμつを、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重量俤のスラリ
ーを調製した。

これにベーマイト及び無機酸又は有機酸のアンモニウム
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。

なお、ベーマイトとしてはＣｏｎｄｅａ　Ｃｈｅｍｉｅ
社製Ｐｕｒａｌ　（商標名）ＳＣＦ（平均粒子径約−θ
μ）を使用した。

〔研磨試験〕

被加工物としてアルミニウム基板にニッケル・リンの無
電解メツキにッケルｑｏ−ｑ２％、リンＩＯ−ｇＬｌｂ
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（外径約デｓ％）の基板を使用した。

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

研磨はディスクと両イυト磨バッドの間に上記何時剤試
料を毎分当ｆｉ　Ｊ　００ＣＣの割合で供給し、加工圧
ｔｏｏｙ／ｃｒＡ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
浄全くシ返し、ディスク加工面を清浄にして、目視検査
に依シ、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＠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　　ｌ　　表 〔発明の効果〕 本発明に従いα−アルミナ−水分散系にベーマイト及び
無機酸又は有機酸のアンモニウム塩を添加した研磨剤組
成物は、研磨加工面に表面欠陥を発生する事なく、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、イυｆＭ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　長谷ノ ほか／名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水、α−アルミナ、ベーマイト及び無機酸又は有
   機酸のアンモニウム塩を含有してなる研磨剤組成物。