CN101010166A - 使用刷子抛光用于记录介质的基底的内边缘端面的方法 - Google Patents

使用刷子抛光用于记录介质的基底的内边缘端面的方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供抛光基底的内边缘端面、并在抛光多个用于记录介质的盘状基底的内边缘端面时保持足够高的加工精度的方法。根据本发明，提供了使用刷子抛光用于记录介质的盘状基底的内边缘端面的方法，包括：提供多片在其中心部分具有圆孔、由此形成内边缘端面的用于记录介质的盘状基底，将它们叠置同时使圆孔对齐以形成在其中心部分具有圆孔的抛光对象；使含有抛光材料的抛光材料浆与所述抛光对象接触；和在使所述浆液与所述抛光对象接触的情况下，将在杆状柄的周围布有刷毛的抛光刷插入所述抛光对象的圆孔中，并以柄为中轴旋转抛光刷以抛光基底的内边缘端面；其中控制所述抛光材料浆以保持恒定温度。

Description

使用刷子抛光用于记录介质的基底的内边缘端面的方法
相关申请的交叉引用
本申请是根据35 U.S.C.§111(a)提交的申请，其根据35 U.S.C.§119(e)要求临时申请60/606882的提交日的权益，该临时申请是根据35 U.S.C.§111(b)于2004年9月3日提交的。
技术领域
本发明涉及抛光用于记录介质基底的内边缘端面的方法和使用上述方法制造基底的方法等。
背景技术
铝基底广泛用作用于磁记录介质(例如磁盘)的基底。由于磁盘正以更小尺寸和更小厚度制成但以更高密度记录数据，铝基底正逐渐被具有优异表面平整度和基底强度的玻璃基底取代。作为用于磁记录介质的玻璃基底，已经使用用于提高基底强度的化学增强的玻璃基底，和基于结晶的、以提高的基底强度为特征的结晶玻璃基底。
另外，伴随着高密度记录的趋势，磁头正从薄膜头变成磁阻磁头(MR磁头)和巨磁阻磁头(GMR磁头)。因此预计，使用磁阻磁头重现玻璃基底的磁记录介质的内容在将来将成为标准。
因此，已经为高密度记录而对磁盘进行各种改进。然而，磁盘的进步还伴随着与用于磁记录介质的玻璃基底有关的新问题。问题之一是适当清洁玻璃基底的表面。也就是说，附着在玻璃基底表面上的外来物质会成为在玻璃基底表面上形成的薄膜中的缺陷、或在薄膜表面上形成的凸起的诱因。此外，在使用磁阻磁头重现玻璃基底上的磁记录介质的内容时，如果降低磁头的飞行高度(浮动高度)以提高记录密度，通常会发生错误的重现操作或发生重现未完成的现象。这种原因源自由于玻璃基底上的粒子转变成热粗燥度而在磁盘表面上形成的凸起，这在磁阻磁头中产生热、改变磁头的电阻并不利地影响电磁转化。
上述磁记录介质的玻璃基底表面上的外来物质的主要起因在于，玻璃基底的端面不光滑，因此端面摩擦树脂套的壁表面，由此通过摩擦形成的树脂或玻璃粒子、以及捕集在玻璃基底的内边缘端面和外边缘端面上的其它粒子粘附在表面上。
专利文献1(JP-A-11-221742)公开了抛光方法，其中将在中部具有圆孔的盘状玻璃基底(用于记录介质的基底)浸在含有游离微粒的抛光液中，并利用含有游离微粒的抛光液通过与抛光刷或抛光垫旋转接触来抛光玻璃基底的端面。
当使用上述浆液和抛光刷抛光基底的内边缘端面时，如下进行抛光：使刷子旋转，同时将浆液滴到抛光对象的中心孔上，该抛光对象是通过将多片基底(与其它含有中心孔的盘状基底的中心孔对齐)叠置而形成的；或在将抛光对象浸在浆液中的情况下，在中心孔中插入杆状抛光刷。但是根据这种抛光法，由于与抛光对象、抛光材料浆和抛光刷的摩擦，温度升高。温度升高导致抛光速率改变，并难以在保持正确作业量的同时进行抛光。另一方面，将一叠基底在端面削角并在上方和下方基底之间的削角部分形成凹齿部分。如果试图抛光凹齿部分并保持与其它端面相同的加工精度，就会遇到困难。需要提高用于记录介质的盘状基底的中心孔的尺寸精度。因此，必须在抛光内边缘端面时提高加工精度。
(专利文献1)日本未审专利公开(Kokai)11-221742
发明内容
因此，本发明的目的是提供抛光基底的内边缘端面、并在抛光多个用于记录介质的盘状基底的内边缘端面时保持足够高的加工精度的方法。
本发明提供了抛光用于记录介质的盘状基底的内边缘端面的方法、和使用下述方法制造基底的方法。
(1)使用刷子抛光用于记录介质的盘状基底的内边缘端面的方法，包括：
提供多片在其中心部分具有圆孔、由此形成内边缘端面的用于记录介质的盘状基底，使圆孔对齐并叠置，以形成在其中心部分具有圆孔的抛光对象；
使含有抛光材料的抛光材料浆与所述抛光对象接触；和
在使所述浆液与所述抛光对象接触的情况下，将在杆状柄的周围布有刷毛的抛光刷插入所述抛光对象的圆孔中，并以柄为中心旋转抛光刷以抛光基底的内边缘端面；
其中控制所述抛光材料浆以保持恒定温度。
(2)根据上文(1)的使用刷子抛光的方法，其中使抛光刷旋转并在插入刷子的方向上相对于抛光对象往复运动以进行抛光。
(3)制造用于记录介质的盘状基底的方法，包括实施根据上文(1)或(2)的使用刷子抛光的方法的步骤。
(4)通过根据上文(3)的制造记录介质的盘状基底的方法制成的基底。
(5)制造磁记录介质的方法，包括实施根据上文(1)或(2)的使用刷子抛光的方法的步骤。
根据本发明的控制抛光材料浆温度以使其保持恒定的抛光方法，可以使基材内边缘端面的抛光速率保持恒定，并因此能够在保持高尺寸精度的同时进行抛光。
附图简述
图1是可用在本发明的抛光法中的抛光设备的截面图。
图2是叠置基底的截面图。
1抛光设备容器
2支承板
3基底固定器
4抛光用的旋转刷
5旋转驱动装置
6抛光材料浆流动口
7抛光材料浆
8基底
9温度传感器
10冷却器/温度控制器
11浆液管
12滤器
13冷却槽
14泵
15搅拌器
16冷却水管
100抛光设备
本发明的最佳实施方式
本发明的抛光法使用含有抛光材料的浆液和在杆周围布有刷毛的抛光刷同时抛光用于记录介质并叠置在一起的多片盘状基底的内边缘端面。图1是示意性显示可用在本发明的抛光法中的抛光设备的截面图。抛光设备100包括抛光设备容器1、支承板2、安装在支承板2上的基底固定器3、抛光用的旋转刷4、和旋转驱动装置5。抛光设备容器1的内部装有抛光材料浆7。使用流过抛光材料浆流动口6并流过基底固定器3内部的抛光材料浆7，使刷子4与基底8的内边缘端面旋转接触。在该设备100中，将基底浸在抛光材料浆7中，从而使基底与浆液7接触。
在本发明的方法中，使浆液7的温度保持恒定以使抛光速率保持恒定。浆液7的温度通过与冷却器装置/温度控制器10相联的温度传感器9测量，并将浆液在冷却槽13中冷却以使其温度保持在预设温度。使来自抛光设备100的浆液7流经浆液管11，并优选通过滤器12过滤，在此去除抛光产生的物质，然后进入冷却槽13。冷却槽13具有双层结构，其将浆液7保持在内部并使冷却水在外部循环通过冷却水管16。在冷却槽13中提供搅拌器15，以使浆液温度保持一致并防止抛光材料在浆液中沉淀。通过调节预定量的冷却水的温度、通过将冷却水的流速调节至预定温度、或通过调节冷却水的量和温度，控制冷却槽13的温度。将受控至预定温度的浆液7通过泵14送回抛光设备100。由此，在抛光时使浆液7的温度保持恒定。可以使浆液7的温度保持恒定以使抛光速率保持恒定，并可以为任何温度。
接下来，图2是叠置形成抛光对象的基底的截面图。各基底的内边缘端面21是由末端边缘表面22和削角部分23构成的。在上方和下方的基底之间的端面21处通过削角部分23形成凹齿部分24。凹齿部分24几乎不与刷子4接触并几乎不受到接触压力，因此造成边缘表面22的较差抛光。因此，如果刷子4在旋转之外还相对于形成抛光对象的基底堆上下运动，就可以实现良好的精确抛光。可以通过使刷子4上下运动或使基底固定器3上下运动来实现上下运动。
在本发明中，“上”和“下”方向是以图1中的上方和下方为基础的。
对本发明的方法中使用的抛光材料或浆液没有特别限制，可以使用本领域中已知的任何抛光材料和任何抛光材料浆。具体而言，可以使用稀土氧化物、氧化铁、氧化锆或二氧化硅之类的抛光材料。为了抛光玻璃基底的表面，可以使用含有稀土氧化物、特别是氧化铈作为主要成分的抛光材料，因为其抛光速率比氧化铁、氧化锆或二氧化硅好数倍。下面描述包括氧化铈的抛光材料浆，但这不构成任何限制。
通过将含有稀土氧化物(含氧化铈)作为主要成分的抛光材料分散在水中，可以获得抛光材料浆。该浆液可以根据需要含有分散剂、螯合剂等。
作为抛光材料浆中包含的、主要含有稀土氧化物(含氧化铈)的混合物的抛光材料，可以例举含有大约50质量％氧化铈的氟碳铈矿型低铈抛光材料、或氯化的稀土型低铈抛光材料、含有70至90质量％氧化铈的合成类型的高铈抛光材料、和含有不低于99质量％的氧化铈的高纯氧化铈。
氟碳铈矿型抛光材料是通过将氟碳铈矿(其为稀土元素的氟化碳酸盐矿物)粉碎、并通过进行化学处理、干燥、焙烧、研磨、分级和修整步骤而获得的。氟碳铈矿型抛光材料含有大约50质量％的氧化铈，并进一步含有其它稀土元素作为碱性氟化物，例如LaOF、NdOF或PrOF。氯化的稀土型抛光材料是如下获得的：形成氯化稀土的氢氧化物饼，将其干燥，将其作为部分硫酸盐焙烧，然后研磨、分级并修整，并且其含有大约50质量％的氧化铈并含有其它稀土元素作为碱性无水硫酸盐，例如La2O3·SO3、Nd2O3·SO3和Pr5O11·SO3。
合成型的高铈抛光材料是如下获得的：焙烧例如氟碳铈矿的原材料，使用硝酸将其溶解，将其加热，同时用稀氨水调节pH值以使Ce4+水解，以形成其氢氧化物，并进行过滤、干燥、焙烧、研磨、分级和修整步骤，并且其含有70至90质量％的氧化铈。高纯氧化铈是如下获得的：将氧化的稀土溶于硝酸，用磷酸三丁酯-苯萃取水溶液中存在的Ce4+以将其转移到有机相中，用含有例如亚硝酸钠的还原剂的水相将其反向萃取以形成草酸铈，然后焙烧。氧化铈的纯度通常变得高达不低于99.9质量％。
氧化铈具有5.5至6.5的莫氏硬度，其等于或略高于玻璃的莫氏硬度，且可以微调。因此，氧化铈可以有利地用作抛光玻璃的材料。低铈抛光材料和高铈抛光材料都具有优异的抛光能力。但在此，高铈抛光材料具有特别长的使用寿命的特征。尽管对用于抛光材料组合物的、主要含有稀土氧化物(包括氧化铈)的混合物的抛光材料的粒度没有特别限制，但优选使用粒度如下的抛光材料：根据JIS R 6002，“6.Method of Testing ElectricResistance”测得的0.5至3微米的体积分布的累计值为50％。合意的是氧化铈的晶系为立方晶系。
抛光材料浆可以根据需要含有螯合剂。当含有螯合剂时，可以降低因抛光而形成的玻璃成分的反应性。在用于修整的玻璃表面的传统抛光中，通常使抛光材料浆循环使用。但是，当抛光材料浆长时间使用时，作为抛光对象的玻璃成分在循环使用的浆液中逐渐增加。如果玻璃成分均匀地覆盖抛光材料粒子的表面，则不仅抛光材料的沉淀物变得非常坚硬，而且抛光材料的沉淀物还会由于其与玻璃表面的高亲合力而再沉积在其上，从而损害玻璃被洗涤的能力。
如果抛光材料浆含有螯合剂，则抛光材料粒子表面与玻璃表面之间的反应性降低，且防止了抛光材料粒子的表面被玻璃成分覆盖。因此，不会形成坚硬的沉淀物，并可抑制被洗涤能力的降低。螯合剂的优选具体例子包括邻菲咯啉、葡糖酸及其盐、氨基酸和亚乙基二胺四乙酸。作为葡糖酸及其盐，可以例举葡糖酸及其钠盐、钙盐、锌盐和亚铁盐。
对所包含的氨基酸没有特别限制，可以使用例如酸性氨基酸、中性氨基酸、碱性氨基酸、它们的金属盐、和氨基酸的氨基的氢原子被烷基、羟基烷基或烷氧基部分取代的化合物。然而，如果抛光材料浆变成酸性，用于抛光玻璃的氧化铈本身的化学作用降低且加工速度降低。因此，当使用酸性氨基酸时，合意的是还结合使用碱性氨基酸。此外，氨基酸可以是天然存在的或合成的氨基酸。此外，具有光学异构体的氨基酸可以是D型或L型的。
作为可用于抛光材料浆的氨基酸，可以例举甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、纯地蜡、苏氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、苯基丙氨酸、酪氨酸、组氨酸、色氨酸、脯氨酸、羟基脯氨酸、二碘酪氨酸、甲状腺素、羟基赖氨酸、β-丙氨酸、γ-氨基丁酸、邻氨基苯甲酸、间氨基苯甲酸、和对氨基苯甲酸。其中特别优选使用甘氨酸和精氨酸。可以单独使用一种氨基酸，或结合使用两种或多种氨基酸。
在上述螯合剂中，合意的是使用邻菲咯啉和葡糖酸及其盐。合意的是螯合剂的含量为0.05至0.3质量％。当其含量小于0.05质量％时，抑制玻璃成分反应性的作用较差。另一方面，当其含量超过0.3质量％时，抛光速率降低。
抛光材料浆可以进一步含有具有1至3个丙酮根合(acetonato)配体的铝的丙酮根络合物。当包含铝的丙酮根络合物时，可以防止抛光材料粘附到玻璃基底或抛光设备上，并防止被洗涤能力的降低。通常，抛光材料是平均粒度为大约1至大约2微米的超细粉末。由于其表面活性，抛光材料存在于抛光浆中并聚集。聚集粒子降低了表观表面积，并防止抛光材料粘附到玻璃基底和抛光设备上。然而，最外层的粒子保持了它们的活性。一旦粘附到玻璃基底和抛光设备上，粒子就不再能通过洗涤(例如通过流水或施加超声波)去除。常规抛光材料容易粘附到玻璃基底和抛光设备上。与此相反，由于铝的丙酮根络合物与抛光材料浆中抛光材料的聚集粒子之间的相互作用，含有铝的丙酮根络合物的抛光材料不再粘附，防止了被洗涤能力的降低。
所用铝的丙酮根络合物的具体例子包括具有乙酰丙酮化物(R＝甲基)配体的络合物，例如三(乙酰丙酮)铝，和具有乙基乙酰乙酸酯(R＝乙氧基)配体的络合物，例如三(乙基乙酰乙酸)铝。其中，使用三(乙酰丙酮)铝是合意的。铝的丙酮根络合物可以是分子中含有两种或三种不同丙酮根配体的络合物。此外，可以使用一种铝的丙酮根络合物，或两种或多种结合使用。合意的是铝的丙酮根络合物的含量为0.05至0.3质量％。当含量小于0.05质量％时，防止粘附到抛光材料上的作用较差。一方面，当含量超过0.3质量％时，抛光速率降低。
为了改进粒子的分散性、为了防止沉降和为了改进可加工性，抛光材料浆可以根据需要进一步与二醇(例如乙二醇和聚乙二醇)、磷酸盐(例如三聚磷酸盐和六偏磷酸盐)、聚合分散剂(例如聚丙烯酸盐/酯)、纤维素醚(例如甲基纤维素和羧甲基纤维素)和水溶性聚合物(例如聚乙烯基醇)混合。它们在抛光材料中的添加量通常为0.05至20质量％，优选0.1至15质量％，更优选0.1至10质量％。
抛光材料浆通常以大约5至30质量％的浓度分散在水之类的分散剂中以供使用。作为分散剂，使用水或水溶性有机溶剂。作为水溶性有机溶剂，可以例举醇、多元醇、丙酮和四氢呋喃。但通常使用水。还可以添加通常用于普通氧化铈抛光材料的辅助剂。
可以通过将原材料混合在一起获得本发明方法中使用的浆液，其没有特别限制。但是，合意地，可以使用球磨或高速混合机以上述混合比将浆液机械混合并制备。
通常在玻璃基底中心形成圆孔并将内边缘端面和外边缘端面削角之后，抛光基底的端面。此后，可以在其记录表面上抛光基底，并根据需要通过使用硝酸钾或硝酸钠之类的化学增强溶液进行化学增强。
在由此制成的基底上，依次叠加基础层、磁层、保护层和润滑层以制造磁记录介质。作为基础层，通常可使用非磁材料，例如Cr、Mo、Ta、W、V、B或A1，但对此没有任何限制。作为磁层，可以使用主要含Co的磁膜。作为保护层，可以使用Cr膜或碳膜。通过用氟代类型的溶剂稀释全氟乙醚(其为液体润滑剂)、将其施用并干燥，由此形成润滑层。
实施例
通过实施例更详细地描述本发明的方法，但其不是为了限制本发明。
实施例1
将150片用于硬盘的、分别具有65毫米直径(外径)、20毫米中孔内径和0.635毫米厚度的玻璃基底(Ohara Co.制造的TS-10SX)叠置，并使用图1所示的抛光设备在其内边缘端面上在下述条件下进行抛光。基底的内边缘端面包括0.335毫米的末端边缘表面和在其两侧的0.150毫米的削角部分。
1.抛光：
1.1抛光材料浆
抛光材料浆的种类，粒度：氧化铈(Showa Denko Co.制造的SHOROXA-10)，平均粒度，1.4微米
分散介质：水
分散剂：六偏磷酸钠
抛光材料在浆液中的浓度：10质量％
刷子材料，刷毛长度，刷毛直径：尼龙，4毫米，0.15毫米
刷子的旋转速度：2400rpm
抛光时间：20分钟
使用图1中所示的机制将抛光浆液的温度为25℃。
对比例1
按照与上述实施例1相同的方式进行抛光，但不控制温度。温度在抛光开始时为26℃，但在抛光结束时升至30℃。
2.评测试验
2.1观察表面缺陷
观察实施例和对比例中抛光的基底的表面缺陷。沿整个内边缘端面使用Olympus Co.制造的显微镜以200放大倍数观察表面。
2.2检查内边缘端面的尺寸
测量在上述实施例和对比例中制成的总共三个基底的尺寸，包括最外侧的两个基底和中间的一个基底。结果显示在下表1中。结果是三个基底的尺寸的平均值。
表1
实施例1  对比例1
抛光温度(℃) 25℃(恒定)  26至30℃
抛光前内径(毫米) 19.995  19.995
抛光后内径(毫米) 20.011  20.014
抛光量(微米) 16  19
根据上述测试结果，可以肯定在实施例1和对比例1中都观察到表面不含划痕或凹坑。至于内边缘端面的尺寸，抛光量在实施例1中如预期那样为16微米，而在对比例1中为19微米，其比预期量大3微米。通过使抛光时的温度保持恒定，抛光速率(加工速率)变得稳定，并获得几乎与目标值相同的内径。这进一步抑制了由于温度的局部升高导致刷子硬度变化而造成的内径分散。

Claims (5)

1.使用刷子抛光用于记录介质的盘状基底的内边缘端面的方法，包括：
提供多片在其中心部分具有圆孔、由此形成内边缘端面的用于记录介质的盘状基底，将它们叠置同时使圆孔对齐以形成在其中心部分具有圆孔的抛光对象；
使含有抛光材料的抛光材料浆与所述抛光对象接触；
在使所述浆液与所述抛光对象接触的情况下，将在杆状柄的周围布有刷毛的抛光刷插入所述抛光对象的圆孔中，并以柄为中轴旋转抛光刷以抛光基底的内边缘端面；
其中控制所述抛光材料浆以保持恒定温度。
2.根据权利要求1的使用刷子抛光的方法，其中使抛光刷旋转并在插入刷子的方向上相对于抛光对象往复运动以进行抛光。
3.制造记录介质的盘状基底的方法，包括实施根据权利要求1或2的使用刷子抛光的方法的步骤。
4.通过权利要求3的制造用于记录介质的盘状基底的方法制成的基底。
5.制造磁记录介质的方法，包括实施权利要求1或2的使用刷子抛光的方法的步骤。
CNA2005800287212A 2004-08-26 2005-08-24 使用刷子抛光用于记录介质的基底的内边缘端面的方法 Pending CN101010166A (zh)

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