(57)【要約】【課題】磁気ディスク基板の表面粗さが小さく、かつ突起や研磨傷を発生させず、高密度記録が可能であり、しかも経済的な速度で研磨できる研磨用組成物を提供すること。【解決手段】水、酸化ケイ素、金属配位化合物、酸化剤からなるＮｉ−Ｐメッキを施した磁気ディスク基板研磨用組成物。さらにこの組成物にｐＨ調整を含めることができる。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水、酸化ケイ素、金属配位化合物、酸化剤からなるＮｉ−Ｐメッキを施した磁気ディスク基板研磨用組成物。
【請求項２】
水、酸化ケイ素、金属配位化合物、酸化剤、ｐＨ調整剤からなるＮｉ−Ｐメッキを施した磁気ディスク基板研磨用組成物。
【請求項３】
金属配位化合物が金属キレート化合物である請求項１〜２のいずれかに記載の研磨用組成物。
【請求項４】
金属キレート化合物がＥＤＴＡ鉄塩である請求項３に記載の研磨用組成物。
【請求項５】
ＥＤＴＡ鉄塩がモノアンモニウム塩あるいはモノソヂウム塩から選ばれた少なくとも１種である請求項４に記載の研磨用組成物。
【請求項６】
酸化剤がペルオキソ二硫酸アンモニウムである請求項１〜５のいずれかに記載の研磨用組成物。
【請求項７】
酸化ケイ素がコロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、ホワイトカーボンから選ばれた少なくとも１種である請求項１〜６のいずれかに記載の研磨用組成物。
【請求項８】
酸化ケイ素の二次粒子の平均粒子経が、０．０３〜０．５μｍである請求項１〜７のいずれかに記載の研磨用組成物。
【請求項９】
ｐＨが１〜８である請求項１〜８のいずれかに記載の研磨用組成物。
【請求項１０】
ｐＨ調整剤が硝酸、ホスホン酸系化合物から選ばれた少なくとも１種である請求項２〜９のいずれかに記載の研磨用組成物。
【請求項１１】
ホスホン酸系化合物がリン酸、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリメチレンホスホン酸から選ばれた少なくとも１種である請求項１０に記載の研磨用組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は磁気ディスク基板研磨用組成物に関し、さらに詳しくは、磁気ヘッドが低浮上量で飛行するのに適した精度の高い磁気ディスク表面が得られる磁気ディスク基板研磨用組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピューターやワードプロセッサーの外部記憶装置の中で高速でアクセス出来る手段として磁気ディスク（メモリーハードディスク）が広く使われている。この磁気ディスクの代表的な一例は、Ａｌ合金基板の表面にＮｉＰを無電解メッキしたものを基板とし、この基板を表面研磨した後、Ｃｒ合金下地膜、Ｃｏ合金磁性膜、カーボン保護膜を順次スパッターで形成したものである。
ところで、磁気ディスク表面に磁気ヘッド浮上量以上の高さを有する突起が残っていると、所定高さにて浮上しながら高速で飛行する磁気ヘッドがその突起に衝突して損傷する原因になる。また、磁気ディスク基板に突起や研磨傷などがあるとＣｒ合金下地膜やＣｏ合金磁性膜などを形成したとき、それらの膜の表面に突起が現れ、また研磨傷に基づく欠陥が生じ、磁気ディスク表面が精度の高い平滑面にならないので、ディスク表面の精度を上げるには基板を精密に研磨する必要がある。
【０００３】
このため、磁気ディスク基板の研磨において、突起物をなくし、またはその高さをできるだけ低くし、かつ研磨傷が生じ難い研磨用組成物として多くのものが提案されてきた。
なかでも特開平１０−１２１０３５（チタニアに硝酸アルミニウムを添加してなる組成物を使用）はサブミクロンの酸化チタニウム粒子を砥粒として使用しているので従来に比較して高い面精度、研磨速度は達成しやすいが、最近求められる面精度のレベルには砥粒物質の硬度の影響で達成が困難な状況である。
また、特開平９−２０４６５７（コロイダルシリカに硝酸アルミニウム、ゲル化防止剤を添加してなる組成物を使用）、特開平９−２０４６５８（ヒュームドシリカに硝酸アルミニウムを添加してなる組成物を使用）に記載の組成物は、砥粒に硬度の小さい酸化ケイ素微粒子を使用しているため面精度は得られやすいが、現状の実生産に使用できる研磨速度の達成が困難であった。
研磨速度を高めるため、一つには多くの酸化剤の使用が過去に提案され実用化されてきており、二つにはＦｅ塩の使用も提案されてきた（特開平１０−２０４４１６）。しかし、これらについても現状の実生産に使用できる研磨速度に比べ不十分であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
高密度磁気記録を可能とするアルミニウム磁気ディスク基板研磨用組成物に要求される品質は、ヘッドの低浮上を可能とする高精度ディスク面の達成である。従って、本発明の目的は、磁気ディスク基板の表面粗さが小さく、かつ突起や研磨傷を発生させず、高密度記録が達成可能であり、しかも経済的な速度で研磨できる磁気ディスク基板の研磨用組成物を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、低浮上量型アルミニウム磁気ディスクに要求される高精度の研磨面を達成するための研磨剤について鋭意研究した結果、特にＮｉ−Ｐメッキを施したアルミニウム磁気ディスクの研磨に優れた性能を示す研磨用組成物を見出し本発明に至った。
即ち、本発明は基本的には以下の各発明からなる。
（１）水、酸化ケイ素、金属配位化合物、酸化剤からなるＮｉ−Ｐメッキを施した磁気ディスク基板の研磨用組成物。
（２）水、酸化ケイ素、金属配位化合物、酸化剤、ｐＨ調整剤からなるＮｉ−Ｐメッキを施した磁気ディスク基板の研磨用組成物。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨用組成物に研磨材として含まれる酸化ケイ素は、特に限定されるものではなく、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、ホワイトカーボンでも良く、二次粒子の平均粒子径は０．０３〜０．５μｍであることが好ましい。二次粒子の平均粒子径はレーザードップラー周波数解析式粒度分布測定器、マイクロトラックＵＰＡ１５０（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ社製）により測定した値である。
酸化ケイ素の二次粒子径が大きくなると細目のゲル化、凝集は抑制しやすくなるが、粗い粒子の存在確率も高くなるため、研磨傷発生の原因となる。また、二次粒子径が小さくなると、前述のゲル化、凝集が起きやすくなり、やはり研磨傷発生の原因となる。従って、本発明の研磨用組成物に研磨材として含まれる酸化ケイ素の二次粒子の平均粒子径は０．０３〜０．５μｍであることが好ましく、更には０．０４〜０．２μｍであるものがより好ましい。
【０００７】
本発明で使用される金属配位化合物は金属キレート化合物等の広義の錯塩である。金属キレート化合物としてはＥＤＴＡ（エチレンジアミンテトラ酢酸）、Ｎ−ジアミン三酢酸ヒドロキシエチレン（ＮＨＥＤＴＡ）、アンモニア三酢酸（ＮＴＡ）などを配位子とする金属塩を挙げることができる。金属塩の金属としてはＮｉに対し高い酸化能力を有し、０価以外の少なくとも２種以上の異なる価数状態での存在が可能であり、もっとも安定な価数状態の酸化数が他の価数状態の酸化数より大きい金属が適し、特に鉄（Ｆｅ）が好ましい。その理由としては次のようなことが考えられる。Ｆｅはそのイオンが２価より３価が安定であり、この３価のＦｅイオンがＮｉを酸化し、２価のＦｅイオンとなる。酸化されたＮｉは水の存在下で水和物あるいは酸化物となる。この水和物あるいは酸化物を砥粒で除去することにより研磨が進行する。２価のＦｅイオンは次に述べる酸化剤により３価のイオンとなり、金属キレート化合物、例えばＥＤＴＡの鉄塩として保持される。これらの反応が繰り返し行われると推測される。
【０００８】
本発明で使用される金属キレート化合物としてはＥＤＴＡの鉄塩が好ましく、特に鉄塩がモノアンモニウム塩あるいはモノソヂウム塩が一層好ましい。研磨速度を高めるだけであれば硝酸鉄、塩化鉄などを多量に添加することも有効であるが、高精度の面が得られないばかりでなく、これらを添加すると装置の腐食などの問題が生ずる。
【０００９】
本発明で使用される酸化剤はペルオキソ二硫酸のアンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、ペルオキソホウ酸のアンモニウム塩、ナトリウム塩、ペルオキソ二リン酸のナトリウム塩、カリウム塩などのペルオキソ酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、硝酸塩、硫酸塩、過酸化水素などの過酸化物、過塩素酸塩などであるが、ペルオキソ酸塩が好ましく、なかでもペルオキソ二硫酸アンモニウムが特に好ましい。
【００１０】
酸化剤は、Ｎｉを酸化して２価となったＦｅを酸化するだけでなくＮｉも酸化するので、これらの相乗効果で研磨速度は高くなる。しかし酸化剤により２価から３価に戻ったＦｅイオンはキレート化合物等の錯体がないと水酸化物あるいは酸化物にも変化するため、この状態では有効に３価のＦｅが機能しない。
そのため、錯体で３価のＦｅイオンを保持しておけば水酸化物、酸化物には変化せずＦｅイオンが有効に機能し続ける結果、更に高い研磨速度を得ることが出来る。但し、錯塩としての安定性が高くなればイオンを保持し切れない状態となり錯塩としての効果は低いものとなるが、３価のＥＤＴＡ鉄塩は錯化定数が高く極めて安定であるため、Ｆｅを水酸化物、酸化物に変化させてしまうことなく、３価のＦｅイオンとして有効に機能させることが出来るため高い研磨速度を得ることが出来る。
【００１１】
砥粒がコロイダルシリカの場合、ゲル化の問題が起こるが、ＥＤＴＡ鉄塩を加えることによりより分散性が良くなり、ゲル化を抑制することが出来る。
また、Ｆｅ源としてＥＤＴＡ鉄塩を使用すると、研磨組成物のｐＨは１〜８に設定しても高い研磨速度を得ることが可能となるから、ＥＤＴＡ鉄塩の使用は３価の鉄の安定性、ゲル化防止、ｐＨの点で非常に有用である。
本発明の研磨用組成物中の酸化ケイ素の濃度が３質量％（以下断りない場合の％は質量％とする）未満の場合は研磨速度が著しく低下する。また、濃度が高くなるにつれて研磨速度は高くなるが、３０％を越えると研磨速度の上昇が見られないだけでなく、特にコロイダルシリカではゲル化しやすくなる。経済性を加味すると実用的には３０％が上限となる。従って、酸化ケイ素の組成物中濃度としては３〜３０％の範囲であることが好ましく、更には５〜１５％が好ましい。
【００１２】
本発明の研磨用組成物に用いる金属配位化合物の量は１〜１０％が好ましく、更には２〜６％がより好ましい。
金属配位化合物の添加量が１％未満では研磨促進の効果が低くなり、なお且つゲル化し易くなる。また、金属配位化合物の添加量が１０％を越えても研磨促進への効果は高くならない。
本発明の研磨用組成物に用いる酸化剤の量は１〜１０％が好ましく、更には３〜７％がより好ましい。
酸化剤添加量が１％未満では研磨促進の効果が低くなる。また、酸化剤の添加量が１０％を越えても研磨促進への効果は高くならない。
【００１３】
本発明に用いられるｐＨ調整剤は硝酸、ホスホン酸系化合物から選ばれた少なくとも１種が好ましく、具体的には、ホスホン酸系化合物としては、リン酸、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸（Ｃ２　Ｈ６　Ｏ７　Ｐ２　）若しくはアミノトリメチレンホスホン酸（Ｃ２　Ｈ１２Ｏ９　Ｐ３　Ｎ）を例示することが出来る。これらは２％以内で添加することが好ましい。これにより組成物中のｐＨを好ましくは１〜８に調整する。
なお、上記の各成分濃度は磁気ディスク基板を研磨する際の濃度である。研磨用組成物を製造し、運搬等する場合は上記濃度より濃厚な組成物とし、使用に際して上記の濃度に薄めて使用するのが効率的である。
本発明の磁気ディスク基板の研磨用組成物は前記の各成分の他に、界面活性剤及び防腐剤等を添加することができる。しかし、その種類及び添加量はゲル化を引き起こさないよう細心の注意が必要である。
【００１４】
本発明の研磨用組成物は、従来の研磨用組成物と同様に、水に酸化ケイ素を懸濁し、これにＥＤＴＡ鉄塩等の金属配位化合物、ペルオキソ二硫酸アンモニウム等の酸化剤、ｐＨ調整剤等を添加することによって調製することができる。使用の際には、全ての成分を混合したものを薄めて使用しても良いが、添加成分を２組、例えば水、酸化ケイ素、金属配位化合物と水、酸化剤、ｐＨ調整剤に分けて準備しておき、その２組を混合する方法をとっても良い。
本発明の研磨用組成物は、例えば磁気抵抗（ＭＲ）効果を利用した磁気ヘッド用磁気ディスクに代表される高記録密度用の基板（通常、３Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２　以上の記録密度を有する）に有利に適用できるが、それ以下の記録密度を有する磁気ディスクに対しても信頼性向上という見地から効果的に応用できる。
【００１５】
本発明の研磨用組成物を適用する磁気ハードディスク基板は格別限定されるものではないが、アルミニウム基板（合金を含む）、とくに、ＮｉＰを例えば無電解メッキしたアルミニウム基板に本発明の組成物を適用すると、酸化ケイ素によるマイルドな機械的研磨作用とＥＤＴＡ鉄塩中のＦｅの酸化還元能力、ペルオキソ二硫酸アンモニウムの酸化作用、ＥＤＴＡ鉄塩の錯体としてのＦｅイオンの安定性が前述のように機能し、高品質の研磨面が工業的有利に得られる。
研磨方法は一般にスラリー状研磨材に用いられる研磨パッドを磁気ディスク基板上に摺り合わせ、パッドと基板の間にスラリーを供給しながらパッドまたは基板を回転させる方法である。
本発明の研磨用組成物により研磨した基板からつくられた磁気ディスクは、マイクロピット、マイクロスクラッチ等微細な欠陥について発生頻度が非常に低く、また表面粗さ（Ｒａ）も２〜３Å位であり、非常に平滑性に優れている。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例、比較例に用いた酸化ケイ素（シリカ）、チタニアを表１に示す。
（実施例１〜１１）
デュポン（株）製のコロイダルシリカ（サイトンＨＴ−５０Ｆ）に水、ＥＤＴＡ鉄アンモニウム、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ｐＨ調整剤を表２に示す割合で添加し、種々の水性研磨用組成物を調製し、以下に示す研磨装置および研磨条件で研磨を行った。その結果を表２に示す。
なお、粒子径はレーザードップラー周波数解析式粒度分布測定器、マイクロトラックＵＰＡ１５０（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ社製）により測定した。粒度測定値を表１に示す。
【００１７】
（実施例１２、１３）
日本シリカ工業（株）製のホワイトカーボン（Ｅ−１５０Ｊ）及び日本アエロジル（株）製のヒュームドシリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ５０）を媒体攪拌ミルにより粉砕、整粒により粗粒子を除去し、二次粒子の平均粒子径が０．１μｍの酸化ケイ素をまず得た。次に、水、ＥＤＴＡ鉄アンモニウム、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ｐＨ調整剤を表２に示す割合で添加し、種々の水性研磨用組成物を調製し、以下に示す研磨装置および研磨条件で研磨を行った。その結果を表２に示す。
【００１８】
研磨
使用した基板
ＮｉＰを無電解メッキした３．５インチサイズのアルミディスク
使用した研磨装置および研磨条件
研磨試験機‥‥‥‥‥４ウェイ式両面ポリシングマシン
研磨パッド‥‥‥‥‥スエードタイプ（ポリテックスＤＧ、ロデール製）
下定盤回転速度‥‥‥６０ｒｐｍ
スラリー供給速度‥‥５０ｍｌ／ｍｉｎ
研磨時間‥‥‥‥‥‥５ｍｉｎ
加工圧力‥‥‥‥‥‥５０ｇ／ｃｍ２
【００１９】
研磨特性の評価
研磨レート‥‥アルミディスクの研磨前後の重量減より換算
表面粗さ‥‥‥タリステップ、タリデータ２０００（ランクテーラーホブソン社製）を使用
研磨傷および研磨ピットの深さは触針式表面解析装置Ｐ−１２（ＴＥＮＣＯＲ社製）の３次元モードにより形状解析し深さをもとめた。
研磨特性の評価結果を表２に示す。表２中の研磨傷Ａは研磨傷深さが５ｎｍ以下であり、またピットＡはピット深さが５ｎｍ以下である。研磨傷Ｂは研磨傷深さが５〜１０ｎｍであり、またピットＢはピット深さが５〜１０ｎｍである。研磨傷深さが１０ｎｍより大なもの、またピット深さが１０ｎｍより大なものは、実施例、比較例共に発生しなかった。
【００２０】
（比較例１〜５）
デュポン（株）製のコロイダルシリカ（サイトンＨＴ−５０Ｆ）に水、ＥＤＴＡ鉄塩、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、硝酸鉄を表２に示す割合で添加し、水性研磨用組成物を調製し、実施例と同様に研磨した。その結果を表２に示す。
【００２１】
（比較例６）
昭和タイタニウム（株）製の酸化チタニウム（スーパータイタニアＦ−２）を媒体攪拌ミルにより粉砕、整粒により粗粒子を除去し、二次粒子の平均粒子径０．３μｍの酸化チタニウムをまず得た。次に、水、硝酸アルミニウムを表２に示す割合で添加し、水性研磨用組成物を調製し、実施例と同様に研磨した。その結果を表２に示す。
【００２２】
【表１】
2004127327.tif 000002
【００２３】
【表２】
2004127327.tif 000003
【００２４】
【発明の効果】
本発明の研磨用組成物を用いてディスクの研磨を行うと、表面粗さが非常に小さく、しかも高い速度で研磨することが出来る。研磨したディスクを用いた磁気ディスクは低浮上型ハードディスクとして有用であり、高密度記録が可能である。
特に、研磨したディスクを用いた磁気ディスク磁気抵抗効果を利用したＭＲヘッド用メディアに代表される高記録密度媒体（３Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２　以上の記録密度を有する）として有用度が高いが、それ以下のメディアにおいても高信頼性媒体あると言う観点で有用である。