CN108779013B - 玻璃坯料、玻璃坯料的制造方法以及磁盘用玻璃基板的制造方法 - Google Patents

玻璃坯料、玻璃坯料的制造方法以及磁盘用玻璃基板的制造方法 Download PDF

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    • G11B5/84Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers

Abstract

用于制造磁盘用玻璃基板的圆板状的玻璃坯料的中央部和外周部厚于半径方向的中间部,将玻璃坯料的两主表面间的最大板厚与最小板厚之差设为D,将连结外周部的达到最大板厚的位置与上述玻璃坯料的中心位置的主表面上的线段的长度设为R时,线段上的自中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与外周部的最大板厚的板厚差大于0.2D。

Description

玻璃坯料、玻璃坯料的制造方法以及磁盘用玻璃基板的制造 方法
技术领域
本发明涉及用于制造磁盘用玻璃基板的玻璃坯料、玻璃坯料的制造方法以及磁盘用玻璃基板的制造方法。
背景技术
目前,在个人计算机、DVD(Digital Versatile Disc,数字多功能光盘)记录装置等中内置用于数据记录的硬盘装置(HDD:Hard Disk Drive)。在硬盘装置中,使用在基板设置有磁性层的磁盘,利用在磁盘的面上略微悬浮的磁头在磁性层记录或读取磁记录信息。作为该磁盘的基板,适合使用具有与金属基板(铝基板)等相比难以发生塑性变形的性质的玻璃基板。
磁盘用玻璃基板通过对玻璃坯料进行磨削、研磨等机械加工来制作。作为制作玻璃坯料的方式,已知:将利用浮法、下拉法等形成的片状玻璃切断加工成圆盘状的方法;和利用一对压制成型模具对熔融玻璃的块进行压制成型的方法。
作为压制成型的方法,例如有下述方法:在上模与下模之间对载置于下模的熔融玻璃进行压制,由此制造圆板状的玻璃坯料(例如参见专利文献1)。
在对于如此制造的玻璃坯料的磨削处理中,使用双面磨削装置,对玻璃坯料的主表面进行磨削加工。具体而言,在双面磨削装置的上下一对定盘(上定盘和下定盘)之间隔着磨削用垫而夹持玻璃坯料,在该状态下使上定盘或下定盘中的任一个或双方进行移动操作,使玻璃坯料和各定盘相对移动,由此对玻璃坯料的两主表面进行磨削。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-63831号公报
发明内容
发明所要解决的课题
关于通过压制成型所制作的玻璃坯料,熔融玻璃因被模具冷却而收缩,局部产生凹处(收缩)、或产生翘曲及波纹,导致主表面的平坦度(flatness)有时变大。这种玻璃坯料的磨削处理耗费时间,也不得不增加磨削量,进而存在即便进行了磨削处理也无法充分降低平坦度的问题。
因此,本发明的目的在于提供一种在磨削处理中能够可靠地降低平坦度的玻璃坯料;以及提供该玻璃坯料的制造方法和使用了该玻璃坯料的磁盘用玻璃基板的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的第一方式为一种用于制造磁盘用玻璃基板的圆板状的玻璃坯料,其中,
上述玻璃坯料的中央部和外周部厚于半径方向的中间部,
将上述玻璃坯料的两主表面间的最大板厚与最小板厚之差设为D,
将连结上述外周部的达到最大板厚的位置与上述玻璃坯料的中心位置的假想直线上的、从玻璃坯料的中心位置至玻璃坯料的外缘的主表面上的线段的长度设为R时,
上述线段上的自上述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与上述外周部的最大板厚的板厚差大于0.2D。
此处,关于玻璃坯料的“中心”,在玻璃坯料的外周形状不是正圆的情况下,是指对于玻璃坯料的外周的最小外切圆的中心。
上述线段上的自上述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与上述外周部的最大板厚的板厚差优选大于0.25D。
上述线段上的自上述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与上述外周部的最大板厚的板厚差更优选大于0.3D。
上述线段上的自上述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与上述外周部的最大板厚的板厚差进一步优选大于0.4D。
本发明的第二方式为一种用于制造磁盘用玻璃基板的圆板状的玻璃坯料,其中,
在玻璃坯料的整个面的板厚中,
上述玻璃坯料的中央部和外周部厚于半径方向的中间部,
上述玻璃坯料的两主表面间的最大板厚与最小板厚之差为30μm以下,
将连结上述外周部的达到最大板厚的位置与上述玻璃坯料的中心位置的假想直线上的、从玻璃坯料的中心位置至玻璃坯料的外缘的主表面上的线段的长度设为R时,
上述线段上的自上述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与上述外周部的最大板厚的板厚差为7μm以上。
上述玻璃坯料的两主表面间的最大板厚与最小板厚之差优选为20μm以下。
上述线段上的自上述中心位置起为0.8R的距离的位置处的板厚与自上述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚的板厚差优选为自上述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与上述外周部的最大板厚的板厚差的1/3以下。
将上述玻璃坯料的两主表面间的最小板厚设为D0,将上述外周部的两主表面间的最大板厚设为D1(>D0)时,上述线段上的自上述中心位置起为0.4R~0.8R的位置处的两主表面间的最大板厚优选为(D0+D1)/2以下。
上述两主表面间的板厚达到最小的位置与上述中心位置的距离优选为0.3R~0.7R。
上述外周部的达到最大板厚的位置优选位于玻璃坯料的外缘上。
本发明的第三方式为一种用于制造磁盘用玻璃基板的形成有圆孔的盘状的玻璃坯料,其中,
在上述玻璃坯料的包含中心的中央部,设有在板厚方向上贯通上述玻璃坯料的圆孔,
上述玻璃坯料的包围上述中央部的外周部和与上述圆孔接触的上述玻璃坯料的内缘上的板厚厚于位于上述内缘与上述外周部之间的半径方向的中间部的板厚,
上述外周部的达到最大板厚的位置位于上述玻璃坯料的外缘上,上述外周部的最大板厚厚于上述内缘上的板厚。
优选的是,上述玻璃坯料的两主表面中的至少一者具有:粗糙度曲线要素的平均长度RSm为500μm以下、包围上述中央部的外侧区域;和被上述外侧区域所包围、粗糙度曲线要素的平均长度RSm为200μm以上、设置于上述中央部的内侧区域,
将上述外侧区域的粗糙度曲线要素的平均长度RSm设为RS1,将上述内侧区域的粗糙度曲线要素的平均长度RSm设为RS2时,RS1<RS2。
上述玻璃坯料的两主表面中的至少一者优选在上述中央部在自上述玻璃坯料的中心起半径为10mm的范围内具有尖端越来越细的形状的凹陷部或小突起。
本发明的第四方式为一种用于制造磁盘用玻璃基板的圆板状的玻璃坯料的制造方法,其中,
所述制造方法包括压制成型工序:至少利用上下一对模具夹入熔融玻璃并进行加压,由此将熔融玻璃挤压延伸为圆板状,从而形成玻璃坯料。
上述玻璃坯料的中央部和包围上述中央部的外周部厚于位于上述中央部与上述外周部之间的半径方向的中间部,
将上述玻璃坯料的两主表面间的最大板厚与最小板厚之差设为D,
将连结上述外周部的达到最大板厚的位置与上述玻璃坯料的中心位置的假想直线上的、从上述玻璃坯料的中心位置至上述玻璃坯料的主表面上的外缘的线段的长度设为R时,
上述线段上的自上述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与上述外周部的最大板厚的板厚差大于0.2D。
在上述压制成型工序后,优选包括在将上述玻璃坯料夹入调节器(setter)的状态下进行加热的热处理工序。
在上述热处理工序后,优选包括在上述玻璃坯料的包含中心位置的上述中央部形成圆孔的圆孔形成工序。
本发明的第五方式为一种磁盘用玻璃基板的制造方法,其包括:
利用技术方案16所述的玻璃坯料的制造方法制造具有上述圆孔的玻璃坯料的工序;和
对形成有上述圆孔的上述玻璃坯料的两主表面中的至少一者进行磨削或研磨的工序。
发明的效果
根据本发明,通过使玻璃坯料为上述形状,在磨削处理中能够可靠地降低平坦度。
附图说明
图1是一个实施方式的玻璃坯料的截面图。
图2是示出使用激光位移计所测量的玻璃坯料的板厚廓线的图。
图3是示出玻璃坯料的压制成型处理装置的立体图。
图4是一个实施方式的玻璃坯料的例子的铅直截面图。
图5是制作一个实施方式的玻璃坯料的下部模具的例子的通过中心的铅直截面图。
图6是另一实施方式的玻璃坯料的例子的铅直截面图。
图7是另一实施方式的玻璃坯料的例子的铅直截面图。
图8是制作另一实施方式的玻璃坯料的下部模具的例子的通过中心的铅直截面图。
图9是制作另一实施方式的玻璃坯料的下部模具的例子的通过中心的铅直截面图。
具体实施方式
下面,对本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法进行详细说明。
本发明人对磨削处理中的玻璃坯料的动态进行了研究,结果可知以下内容。即,若将玻璃坯料夹持在双面磨削装置的上定盘与下定盘之间,则通过与玻璃坯料的抵接而发生弯曲变形。由于该弯曲变形,玻璃坯料的平坦度以暂时变小的方式变形。但是,即使在该状态下进行磨削处理,磨削处理后将玻璃坯料从上定盘与下定盘之间取出时弯曲变形被解除、平坦度复原,无法实现由磨削处理带来的平坦度的提高。(所谓弹性变形恢复(springback)现象)。因此,在磨削处理前,玻璃坯料需要有效地抑制翘曲、微小波纹而使平坦度提高。
因此,本发明人进行了研究,结果可知:通过调整压制成型的条件而使玻璃坯料为特定的形状,由此能够通过热处理(退火)除去因压制成型所产生的弯曲变形,能够以高精度提高平坦度,在夹持于双面磨削装置的上定盘与下定盘之间时,可抑制玻璃坯料的平坦度减小的弹性变形恢复导致的变形,以较少的磨削量即可得到可靠地提高了平坦度的玻璃基板。由此,想到了以下所示的方式的玻璃坯料、玻璃坯料的制造方法以及磁盘用玻璃基板的制造方法。
需要说明的是,下述说明的磁盘用玻璃基板的制造方法适合于制造公称2.5英寸~3.5英寸大小(直径65mm~95mm)、板厚0.1mm~1.5mm的磁盘用玻璃基板。特别是,以下说明的玻璃坯料的制造方法和磁盘用玻璃基板的制造方法适合于制造板厚为0.3mm~0.9mm的范围的磁盘用玻璃基板。磁盘用玻璃基板通过对玻璃坯料进行圆孔形成处理、形状加工处理等来制造,因此,关于玻璃坯料,制作尺寸大于最终产品的磁盘用玻璃基板的直径的玻璃坯料、例如大10%左右的玻璃坯料。例如,在制造公称2.5英寸~3.5英寸大小(直径65mm~95mm)的磁盘用玻璃基板时,所制作的玻璃坯料的尺寸例如换算成直径为70mm~109mm。另外,形成于磁盘用玻璃基板的圆孔的尺寸优选为直径10mm~25mm,具体而言,若为直径65mm的大小的玻璃基板则圆孔优选为直径20mm;若为直径90mm的大小的玻璃基板,则圆孔优选为直径25mm。
(磁盘用玻璃基板)
首先,对磁盘用玻璃基板进行说明。磁盘用玻璃基板为圆板形状。需要说明的是,磁盘用玻璃基板也可以为挖穿有与外周为同心的圆形的中心孔的环状。通过在磁盘用玻璃基板的两面的圆环状区域形成磁性层(记录区域),形成磁盘。
(磁盘用玻璃坯料)
磁盘用玻璃坯料(下文中简称为玻璃坯料)是通过压制成型所制作的圆形的玻璃板。作为玻璃坯料的材料,可以使用铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃等。特别是,从可以制作能够实施化学强化、并且在主表面的平坦度和基板的强度方面优异的磁盘用玻璃基板的方面出发,可以适合使用铝硅酸盐玻璃。
(磁盘用玻璃基板的制造方法)
接着,对磁盘用玻璃基板的制造方法进行说明。首先,通过压制成型制作作为具有一对主表面的板状的磁盘用玻璃基板的原料的玻璃坯料(压制成型处理)。接着,在所制作的玻璃坯料的中心部分形成圆孔,制成环形(圆环状)(圆孔形成处理)。接着,通过磨削对玻璃坯料的外周端部和圆孔的内周端部进行倒角加工(形状加工处理)。由此,制作玻璃基板中间体。接着,对经形状加工的玻璃基板中间体的两主表面进行利用固定磨粒的磨削(磨削处理)。对进行了主表面的磨削的玻璃基板中间体进行端面研磨(端面研磨处理)。接着,对玻璃基板的主表面进行第一研磨(第一研磨处理)。接着,根据需要对玻璃基板进行化学强化(化学强化处理)。接着,对经化学强化的玻璃基板进行第二研磨(第二研磨处理)。经过上述处理,得到磁盘用玻璃基板。需要说明的是,在压制成型处理后,优选根据需要包括在将玻璃坯料夹入调节器的状态下进行加热的热处理工序。此外,在该热处理工序后,优选进行圆孔形成工序。以下,对各处理进行详细说明。
本说明书中所说的玻璃坯料不仅仅是在中心形成有圆孔的、主表面进行磨削处理或研磨处理前的玻璃基板中间体为对象,通过压制成型处理所成型的圆孔形成处理或形状加工处理前的玻璃板也称为玻璃坯料。
(a)压制成型处理
利用切断器将调整为特定温度的熔融玻璃流的前端部切断,将切断的熔融玻璃块夹入调整为特定温度的一对模具的压制成型面之间,进行压制而成型出玻璃坯料。一对模具在上下方向相向地配置,将熔融玻璃块配置于下模,并进行合模,由此进行特定时间的压制,之后打开模具、取出玻璃坯料。一对模具优选相对于上模而较高地设定下模的温度。此外,通过压制成型得到的玻璃坯料根据需要进行热处理,由此能够除去成型时的残余应变,抑制翘曲及微小波纹。
(b)圆孔形成处理
对于玻璃坯料,通过取芯、划割等形成圆孔,由此也可以得到在玻璃坯料的中央部开有圆形孔的作为盘状的玻璃基板中间体的玻璃坯料。
取芯为下述方法:利用一端开口的筒状的空心钻从一个主表面对玻璃坯料进行切削,削掉圆孔的圆周部,挖出中心部(芯)的玻璃,形成贯通孔。需要说明的是,也可以在削去圆孔的圆周部(内侧圆)的同时,利用空心钻削去成为玻璃坯料的外侧轮廓线的圆形的切断线(外侧圆)。之后,将相较于玻璃坯料的外侧圆的外侧的部分和相较于内侧圆的内侧的部分除去,由此得到盘状的玻璃基板中间体。
划割为下述方法:利用超硬合金制或由金刚石颗粒构成的切割器(划线器),在玻璃坯料的一个主表面设置圆形的切断线,之后将玻璃坯料加热,由此使圆形的切断线在玻璃坯料的厚度方向伸展,按压圆形的切断线的内部而进行分离。需要说明的是,也可以与成为圆孔的轮廓线的圆形的切断线同时地形成成为玻璃坯料的外侧轮廓线的圆形的切断线。这种情况下,按照成为玻璃坯料的外侧轮廓线的圆形的切断线与成为圆孔的轮廓线的圆形的切断线为同心圆的方式形成。之后,将玻璃坯料部分加热,由此利用玻璃坯料的热膨胀的差异,切断线在板厚方向上伸展,相较于玻璃坯料的外侧圆的外侧的部分和相较于内侧圆的内侧的部分被除去,得到盘状的玻璃基板中间体。
(c)形状加工处理
在形状加工处理中,对玻璃基板中间体的外周端部进行倒角加工。关于圆孔形成处理后的玻璃基板中间体,也对圆孔的内周端部进行倒角加工。
(d)磨削处理
在磨削处理中,使用具备行星齿轮机构的双面磨削装置,对玻璃基板中间体的主表面进行磨削加工。具体而言,将玻璃基板中间体的外周侧端面保持于设置在双面磨削装置的保持部件的保持孔内,同时进行玻璃基板中间体的两主表面的磨削。双面磨削装置具有上下一对定盘(上定盘和下定盘),在上定盘和下定盘之间夹持玻璃基板。在上定盘的下表面和下定盘的上表面固定有具有金刚石固定磨粒的磨削片(金刚石片),使上定盘或下定盘中的任一个或双方进行移动操作,使玻璃基板中间体和各定盘相对移动,由此可以对玻璃基板中间体的两主表面进行磨削。
(e)端面研磨处理
在端面研磨处理中,利用毛刷研磨对玻璃基板中间体的外周侧端面进行镜面抛光。关于圆孔形成处理后的玻璃基板中间体,也对圆孔的内周侧端面进行镜面抛光。此时,使用包含氧化铈等的微粒作为游离磨粒的磨粒浆料。
(f)第一研磨处理
第一研磨的目的在于例如在利用固定磨粒进行磨削时除去在主表面残留的瑕疵、应变,或者调整微小的表面凹凸(微观波纹度、粗糙度)。具体而言,将经磨削处理的玻璃基板中间体的外周侧端面保持于设置在双面研磨装置的研磨用载体的保持孔内,同时进行玻璃基板中间体的两侧的主表面的研磨。
在第一研磨处理中,使用与在利用固定磨粒的磨削处理中所用的双面磨削装置具有同样构成的双面研磨装置,一边提供研磨浆料一边对玻璃基板中间体进行研磨。在第一研磨处理中,与利用固定磨粒的磨削不同,代替固定磨粒而使用包含游离磨粒的研磨浆料。
双面研磨装置与双面磨削装置同样地具有上下一对定盘(上定盘和下定盘),在上定盘和下定盘之间夹持玻璃基板中间体。在下定盘的上表面和上定盘的底面整体安装有圆环形状的平板的研磨垫(例如树脂抛光材料)。通过使上定盘或下定盘中的任一个或双方进行移动操作,使玻璃基板中间体和各定盘相对移动,由此对玻璃基板中间体的两主表面进行研磨。
(g)化学强化处理
在化学强化处理中,将玻璃基板中间体浸渍于化学强化液中,由此对玻璃基板中间体进行化学强化。作为化学强化液,可以使用例如硝酸钾与硫酸钠的混合熔融液等。
(h)第二研磨(最终研磨)处理
第二研磨处理的目的在于主表面的镜面研磨。在第二研磨中,也使用与第一研磨中所用的双面研磨装置具有同样构成的双面研磨装置。具体而言,将玻璃基板中间体的外周侧端面保持于设置在双面研磨装置的研磨用载体的保持孔内,同时进行玻璃基板的两侧的主表面的研磨。第二研磨处理与第一研磨处理的不同之处在于,游离磨粒的种类和颗粒尺寸不同;树脂抛光材料的硬度不同。具体而言,将包含粒径为5nm~100nm左右的胶态二氧化硅作为游离磨粒的研磨液供给到双面研磨装置的研磨垫与玻璃基板中间体的主表面之间,对玻璃基板中间体的主表面进行研磨。利用中性洗涤剂、纯水、异丙醇等对研磨后的玻璃基板进行清洗,由此得到磁盘用玻璃基板。
以下,关于作为这种磁盘用玻璃基板的坯板的玻璃坯料,对第一~第三方式进行说明。
[第一方式的玻璃坯料]
(压制成型处理后的玻璃坯料的形状)
此处,对压制成型处理后的第一方式的玻璃坯料的形状进行说明。
图1是第一方式的通过玻璃坯料1的中心并与主表面垂直的面的示意性截面图。在图1中,为了容易理解玻璃坯料1的形状,对形状做出强调而进行了图示。如图1所示,玻璃坯料1的两主表面在中央部具有相较于半径方向的中间部突出的中央突出部11,同时在外周部具有相较于中间部突出的外侧突出部12。另外,在半径方向的中间部具有相较于中央突出部11和外侧突出部12相对凹陷的凹形的凹部13。即,玻璃坯料1的两主表面在通过玻璃坯料1的中心并与主表面垂直的截面中具有波纹形状,该波纹形状具有与玻璃坯料1的半径相等的波长。关于波纹形状,振幅是非对称的,其形状的特征在于玻璃坯料1中的中央部CP、中间部IP、外周部OP。
此处,玻璃坯料1的“中央部”是指自玻璃坯料1的中心起为玻璃坯料1的半径的0%以上且小于30%的距离的区域,“中间部”是指自玻璃坯料1的中心起为玻璃坯料1的半径的30%以上且小于90%的距离的区域,“外周部”是指自玻璃坯料1的中心起为玻璃坯料1的半径的90%以上100%以下的距离的区域。需要说明的是,玻璃坯料1的半径是指连结玻璃坯料1的中心与外缘的线段,外缘是指玻璃坯料1的主表面与外侧的端面的边界。
玻璃坯料1的主表面的中央部和外周部的板厚均相较于中间部的板厚更大,其板厚为大致相同的厚度。这种玻璃坯料1的形状在制作下述磁盘用玻璃基板方面具有优异的优点。
即,在压制成型后将玻璃坯料夹入平坦的调节器,在对玻璃坯料1的两主表面进行加压的状态下进行热处理,由此能够平坦地矫正玻璃坯料1。具体而言,由于玻璃坯料1为上述形状,因而在对玻璃坯料1进行利用调节器的热处理时,玻璃坯料1的中央部和外周部分别与调节器抵接,由此通过热处理使玻璃坯料1整体平坦地被矫正。
因此,在玻璃坯料1的主表面的磨削处理中,将经平坦矫正后的玻璃坯料夹持于双面磨削装置的上定盘与下定盘之间并施加压力时,难以发生平坦度或平行度发生变化的弯曲变形。即,经平坦矫正的玻璃坯料1即便被上定盘和下定盘夹持并受到压力,也不发生弯曲变形。由于以该不发生弯曲变形的状态开始玻璃坯料1的磨削,因此不发生所谓的弹性变形恢复现象。因此,在磨削处理中能够可靠地减小玻璃坯料1的主表面的平坦度的公差。换言之,对由压制成型产生的波纹进行调整,使其与通过圆孔形成处理和形状加工处理除去板厚变大的部分的区域一致,由此由玻璃坯料1得到经圆孔形成处理和形状加工处理而除去了板厚厚的部分的玻璃基板中间体,在之后的磨削处理和研磨处理时以较少的加工余量或较少的除去量即可得到平坦度高的磁盘用玻璃基板。此外,玻璃坯料1按照中央突出部11和外侧突出部12的高度大致相同的方式形成,并且中央突出部11为与通过圆孔形成所除去的中央部CP的区域对应的平缓的突出部,另一方面,外侧突出部12作为与通过圆孔形成处理和形状加工处理所除去的玻璃坯料1的外周部的区域对应的坡度相对较陡的突出部而形成。由此,通过利用圆孔形成处理和形状加工处理将中央突出部11和外侧突出部12除去,玻璃坯料的板厚大的部分所占的比例减少,能够降低磨削和研磨中的加工余量,由此能够缩短磨削和研磨中的加工时间而高效地得到具有高精度的平坦度的磁盘用玻璃基板。
需要说明的是,一个主表面中的“波纹”的相位优选与另一个主表面中的“波纹”的相位错开半波长。即,玻璃坯料1的一个主表面的中央突出部11中的最突出的部分的位置优选为与另一个主表面的中央突出部11中的最突出的部分的位置相向的位置。同样地,玻璃坯料1的一个主表面的外侧突出部12中的最突出的部分的位置优选为与另一个主表面的外侧突出部12中的最突出的部分的位置相向的位置。通过为这样的构成,能够防止玻璃坯料1被夹持于上定盘与下定盘之间时在玻璃坯料1的主表面发生所谓的弹性变形恢复现象。
中央突出部11中的最大的板厚优选与外侧突出部12中的最大的板厚大致相同。此处,玻璃坯料的最大板厚和最小板厚、玻璃坯料1的中央突出部11中的最大的板厚和外侧突出部12中的最大的板厚可以通过使用激光位移计测量玻璃坯料1的整个面的板厚而求出。
需要说明的是,关于中央部CP、中间部IP、外周部OP的各区域中的板厚和自中心位置起为0.9R、0.8R的距离的位置处的板厚,将作为通过玻璃坯料1的主表面的中心的直径方向的两条正交的直线与自主表面的中心起的距离为特定的位置或各区域中的代表值的圆的交点的合计4处的值的平均值作为各自的板厚。需要说明的是,关于中央部CP、中间部IP、外周部OP的各区域中的板厚,优选利用各区域中的板厚的中央值对厚度进行比较。中央部CP可以将在自玻璃坯料的中心起的距离为1.5R的位置所测定的板厚作为代表值,中间部IP可以将在自玻璃坯料的中心起的距离为6R的位置所测定的板厚作为代表值,外周部OP可以将在自玻璃坯料的中心起的距离为9.5R的位置所测定的板厚作为代表值。
玻璃坯料1的厚度在成为凹部13的中间部IP的位置处最小。玻璃坯料1的最小的厚度与由玻璃坯料1得到的磁盘用玻璃基板的厚度之差成为对于玻璃坯料1的主表面的磨削、研磨等机械加工中的最小限度的必要加工余量。
图2是示出利用激光位移计所测量的玻璃坯料1的板厚与自中心起的距离的关系的图。将玻璃坯料1的两主表面间的最大板厚与最小板厚之差设为D,将连结外侧突出部12的达到最大板厚的位置与玻璃坯料1的主表面的中心位置的假想直线上的从玻璃坯料的中心位置至玻璃坯料的外缘的主表面上的线段的长度设为R时,将线段上的自中心位置起为0.9R的距离的位置处的玻璃坯料1的板厚与外侧突出部12的最大板厚的板厚差设为Δd1时,Δd1大于0.2D。即,从自中心位置起为0.9R的距离的位置向达到最大板厚的位置,成为玻璃坯料1的板厚急剧地增加的形状。Δd1优选大于0.23D,更优选大于0.25D,进一步优选大于0.3D,特别优选大于0.4D。另外,外周部的达到最大板厚的位置优选位于玻璃坯料的外缘上。外缘不为外周部的最大板厚时,由于外缘不在假想直线上,因此从主表面的玻璃坯料的外缘向板厚方向画直线,取该直线与假想直线的交点,将从玻璃坯料的中心位置至交点的主表面上的线段的长度作为R。此处,外周部的达到最大板厚的外侧突出部的达到最大板厚的位置是利用激光位移计所测定的外周部的板厚之中板厚最大的点,作为圆周方向的一点来决定。
需要说明的是,D为30μm以下。D优选为20μm以下。另外,Δd1优选为7μm以上。
另外,将连结外侧突出部12的达到最大板厚的位置与玻璃坯料1的主表面的中心位置的线段上的自中心位置起距离为0.8R的位置的板厚、与上述线段上的自中心位置起距离为0.9R的位置的板厚的板厚差设为Δd2时,Δd2优选为Δd1的1/3以下。
将玻璃坯料1的两主表面间的最小板厚设为D0,将外侧突出部12的两主表面间的最大板厚设为D1(>D0)时,上述线段上的自中心位置起为0.4R~0.8R的位置的两主表面间的最大板厚优选为(D0+D1)/2以下。
另外,将两主表面间的板厚达到最小的位置与中心位置的距离设为R1时,R1优选为0.3R~0.7R。
这样,在连结玻璃坯料1的外侧突出部12的达到最大板厚的位置与玻璃坯料1的主表面的中心位置的假想直线上,从自中心位置起为0.9R的距离的位置向达到最大板厚的位置,成为玻璃坯料1的板厚急剧增加的形状,由此,在通过圆孔形成处理和形状加工处理制成玻璃基板中间体的状态下,按照中央部的板厚和外周部的板厚达到与中间部相同的板厚以下的方式进行磨削,由此能够极力减小磨削处理中的加工余量。因此,能够缩短磨削处理所花费的时间。根据一个实施方式,在沿上述假想直线上的形状、即图1所示的玻璃坯料1的截面图中的至少一个主表面的形状之中,自玻璃坯料1的主表面的中心位置起为0.9R的距离的位置处的形状的曲率半径优选为1μm~20μm、更优选为5μm~15μm。通过为具有这种曲率半径的形状,如上所述通过玻璃坯料1的热处理(退火)能够以高精度调整平坦度,通过之后进行的圆孔形成处理和形状加工处理将板厚变大的部分,由此能够降低主表面的磨削处理和研磨处理中的加工余量,能够以短时间进行磨削和研磨。
此外,一个实施方式的玻璃坯料1还优选具有以下方式。即,在图1所示的玻璃坯料1的包含中心的中央部设有在板厚方向上贯通玻璃坯料1的圆孔。玻璃坯料1的包围中央部的外周部的板厚和与圆孔接触的内缘上的板厚厚于位于圆孔与外周部之间的半径方向的中间部的板厚。而且,玻璃坯料1的外周部的达到最大板厚的位置位于玻璃坯料1的外缘上,外周部的最大板厚厚于与圆孔接触的内缘上的板厚达到最大的中央最大板厚。这种情况下,设置圆孔前的玻璃坯料1的中央部和外周部厚于位于中央部与外周部之间的半径方向的中间部。即,在玻璃坯料1的主表面的磨削处理和研磨处理之前,在中央部进行圆孔形成处理而除去中央部的一部分,除此以外,留出基于形状加工处理等的端面的加工余量而将外侧部分的一部分除去,因而中央部和包括最大板厚的板厚较厚的外周部的许多部分被除去。因此,能够降低玻璃坯料1的磨削处理和研磨处理中的主表面的加工余量,能够缩短磨削处理和研磨处理的时间,能够高效地制造平坦度高的玻璃基板。
(模具)
接着,对压制成型处理中使用的一对模具的一例进行说明。压制成型中使用的一对模具由下部模具30和上部模具40构成。
此处,对压制成型处理中使用的压制成型处理装置进行说明。图3是玻璃坯料的压制成型处理中使用的压制成型处理装置的立体图。
如图3所示,压制成型处理装置具备转台21、复数个压力机下部22、复数个下部模具30、上部模具40、压力机上部23、旋转轴24和流出喷嘴25。
转台21为圆板状,在转台21的上部以在圆周方向等间隔地排列的状态固定有复数个压力机下部22。在复数个压力机下部22的上部分别固定有下部模具30。
在转台21的中心设有旋转轴24。转台21与复数个压力机下部22、复数个下部模具30、滴加到下部模具30的上表面的熔融玻璃26和成型出的玻璃坯料1一起以旋转轴24为中心而旋转。
在压力机下部22的上部设有下部模具30。另外,在压力机下部22的内部埋入有对下部模具30的温度进行控制的未图示的加热器。
下部模具30的上表面是平坦的,在该上表面(压制面31)的中央部滴加熔融玻璃26。下部模具30例如由金属氮化物(例如氮化铝)构成。下部模具30例如可以通过利用冷等静压压制成型出金属氮化物而制造。
在复数个下部模具30中的任一个的上方设有流出喷嘴25。流出喷嘴25向配置于流出喷嘴25的下方的下部模具30的上表面(压制面31)流出熔融玻璃26。熔融玻璃26被未图示的刀片切断,作为熔融玻璃块10载置于下部模具30的上表面(压制面31)。
另外,在复数个下部模具30中,在相较于上方配置有流出喷嘴25的下部模具而配置在转台21的旋转方向的下游侧的下部模具30的上方,设有压力机上部23。在压力机上部23的下部设有上部模具40。另外,在压力机上部23的内部埋入有对上部模具40的温度进行控制的未图示的加热器。
每当支撑滴加有熔融玻璃块10的下部模具30的压力机下部22被转台21输送到压力机上部23的下方,压力机上部23就重复下述操作:下降至上部模具40与熔融玻璃块10接触并将熔融玻璃块10向下方加压,然后上升。
上部模具40将滴加到下部模具30的上表面的熔融玻璃块10向下方加压。上部模具40由导热性高于下部模具30的材料(例如钨合金)构成。因此,滴加到下部模具30的上表面的熔融玻璃块10在与上部模具40接触之前维持高温的状态,通过上部模具40从熔融玻璃块10的上方对熔融玻璃块10进行挤压,与上部模具40接触的熔融玻璃块10被快速冷却,成型为玻璃坯料1。
需要说明的是,下部模具30和上部模具40的压制面优选比由玻璃块10成型的玻璃坯料1的主表面更宽。通过使用这样的下部模具30和上部模具40进行玻璃块10的压制成型,所成型的玻璃坯料1的端面不与下部模具30和上部模具40接触而形成。这种情况下,玻璃坯料1的端面不是与模具接触而被快速冷却,而是通过在气相气氛中散热而被冷却。因此,不在玻璃坯料1的端面的表面形成压缩应力层,或者即便形成,也能使其压缩的程度极小。需要说明的是,表面的压缩应力可以通过公知的巴比内补偿法进行测定。
成型出的玻璃坯料1一边以载置于下部模具30的上表面的状态被冷却,一边被转台21传送。冷却后的玻璃坯料1被未图示的吸附单元从下部模具30的上表面卸下,向之后的进行形状加工等处理的装置传送。
考虑熔融玻璃26的热历程,使用滴加熔融玻璃26的上表面(压制面31)平坦的下部模具30和挤压熔融玻璃26的下表面平坦的上部模具40,可以得到具有与图1所示相同的截面形状的玻璃坯料1。
玻璃坯料1的中央部CP是将熔融玻璃26滴加到下部模具30的上表面时最初接触下部模具30的部分。熔融玻璃块10的最初接触下部模具30的部分是被下部模具30夺取热而最初被冷却的部分。另外,由于滴加到下部模具30的上表面的熔融玻璃块10被表面冷却,因此表面的粘性上升。另一方面,熔融玻璃块10的内部未被冷却而保持高温的状态,因此内部的粘性维持低的状态。
接着,若从上部用上部模具40挤压滴加到下部模具30的上表面的熔融玻璃26,则熔融玻璃块10的最初接触上部模具40的部分被冷却。之后,若进一步压下上部模具40,则熔融玻璃块10的内部的粘性低的部分突破表面的粘性高的部分而被急剧地挤出。所挤出的熔融玻璃26被下部模具30和上部模具40夹持,由此急剧地被冷却,形成玻璃坯料的外周部OP。
另一方面,相较于中央部CP和外周部OP,玻璃坯料1的中央部CP和外周部OP之间的中间部IP的冷却速度慢。之后,若中间部IP被冷却,则中间部IP收缩,从而厚度减小,在中央部CP与外周部OP之间的中间部IP形成凹部13,比中间部IP突出的中央突出部11形成于中央部CP,比中间部IP突出的外侧突出部12形成于外周部OP。
这样,通过调节利用下部模具30和上部模具40的压制压力、压制时间,可以利用熔融玻璃26的热历程,得到具有与图1所示同样的截面形状的玻璃坯料1。
在使用这种模具的压制成型中,在下部模具30与上部模具40之间将所滴加的熔融玻璃26压制成型,因此所滴加的熔融玻璃26在被压制成型前接触下部模具30一侧被冷却,之后被压制,成为载置于下部模具30的状态。因此,在玻璃坯料1的两主表面之中,成型前进行冷却的下侧的主表面与仅在成型时与上部模具40接触的上侧的主表面的热历程是不同的。
此外,玻璃坯料1的上侧的主表面和下侧的主表面的外观没有差异,因此将所成型的玻璃坯料1在为了之后的加工处理而进行传送时,若玻璃坯料1的主表面的方向颠倒,则难以辨别成型工序中的上侧的主表面与下侧的主表面。若在主表面的方向颠倒的玻璃坯料1混杂的状态下进行加工处理,则具有所得到的磁盘用玻璃基板的品质产生偏差的问题。
另外,还存在下述问题:压制成型后的玻璃坯料1粘贴到下部模具30上而难以脱模,或者,粘贴到下部模具30上的熔融玻璃26的成分由于反复进行压制成型而作为突起物生长,作为凹陷部形状的缺陷被转印到所成型出的玻璃坯料1上。另一方面,虽然通过增大下部模具30的表面的粗糙度、减小与玻璃坯料1的接触面积而能够抑制粘贴或突起物的形成,但压制成型出的玻璃坯料1的表面粗糙度变大,之后的研磨处理不仅需要时间,而且一边旋转载置有下部模具30的转台21一边对在下部模具30的上部被成型的玻璃坯料1进行冷却时,有可能因离心力而使玻璃坯料1相对于下部模具30向旋转径向外侧移动而飞出。
因此,为了解决上述问题,玻璃坯料1优选除了以上的第一方式的构成外还具有第二方式和第三方式的构成。
[第二方式的玻璃坯料]
图4是一个实施方式的玻璃坯料1的例子的铅直截面图。
圆板状的玻璃坯料1与第一方式的玻璃坯料1同样地,玻璃坯料1的中央部和外周部厚于位于中央部与外周部之间的半径方向的中间部。玻璃坯料1的两主表面中的至少一者具有粗糙度曲线要素的平均长度RSm为500μm以下的外侧区域18b、和被外侧区域18b所包围的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为200μm以上的内侧区域18a。外侧区域18b包围第一方式中的中央部,内侧区域18a设置于第一方式中的中央部。将外侧区域18b的粗糙度曲线要素的平均长度RSm设为RS1,将内侧区域18a的粗糙度曲线要素的平均长度RSm设为RS2时,RS1<RS2。此处,关于玻璃坯料的“中心”,在玻璃坯料的外周形状不是正圆的情况下,是指对于玻璃坯料的外周的最小外切圆的中心。另外,关于玻璃坯料的“半径”,在玻璃坯料的外周形状不是正圆的情况下,是指对于玻璃坯料的外周的最小外切圆的半径。“外周部”和“中央部”与第一方式中所说明的定义相同。
需要说明的是,在玻璃坯料形成圆孔的情况下,内侧区域形成于从玻璃坯料1的中心起至距离玻璃坯料1的中心为玻璃坯料1的半径的20~25%的位置为止的区域,圆孔优选在内侧区域的外侧切断,但也可以按照在内侧区域内形成圆孔的方式,将比形成圆孔的区域更宽的范围作为“内侧区域”。粗糙度曲线要素的平均长度RSm可以依照JIS B0601:2001利用接触式粗糙度测定器进行测定。RS1/RS2优选为0.5~0.9。
另外,RS1优选为200μm~400μm、RS2优选为300μm~600μm。将内侧区域18a的面积设为S1,将玻璃坯料1的主表面的总面积设为S0时,S1/S0优选为0.01~0.2。
这样的玻璃坯料1通过下述压制成型处理来进行制作:在第一方式中说明的下部模具30的上表面滴加熔融玻璃26,将熔融玻璃26夹入上部模具40与下部模具30之间并加压,由此将熔融玻璃26挤压延伸为圆板状,成型出玻璃坯料。图5是制作一个实施方式的玻璃坯料1的下部模具30的例子的通过中心的铅直截面图。
此时,下部模具30的上表面具有粗糙度曲线要素的平均长度RSm为200μm以上的内侧区域形成部31a、和位于内侧区域形成部31a的外侧的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为500μm以下的外侧区域形成部31b。
将外侧区域形成部31b的粗糙度曲线要素的平均长度RSm设为RS1,将内侧区域形成部31a的粗糙度曲线要素的平均长度RSm设为RS2时,RS1<RS2。
使用这样的模具,能够制作出玻璃坯料1的中央部和外周部厚于位于中央部与外周部之间的半径方向的中间部、外侧区域18b的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为500μm以下、内侧区域18a的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为200μm以上、并满足RS1<RS2的玻璃坯料。
根据第二方式的玻璃坯料1,通过在玻璃坯料1的下侧主表面设置粗糙度曲线要素的平均长度RSm大于外侧区域18b的内侧区域18a,能够防止在转台上的下模上被冷却的玻璃坯料1相对于下模而移动,并且能够容易地辨别成型后的玻璃坯料1的两主表面。
[第三方式的玻璃坯料]
图6、7是一个实施方式的玻璃坯料1的例子的铅直截面图。
对于圆板状的玻璃坯料1来说,玻璃坯料1的中央部和外周部与第一方式的玻璃坯料1同样地厚于位于中央部与外周部之间的半径方向的中间部。在玻璃坯料1的两主表面中的至少一者在自玻璃坯料1的中心起半径为10mm的范围内具有尖端越来越细的形状的凹陷部19a或小突起19b。
此处,尖端越来越细的形状例如为:半球形状、圆锥或多棱锥等锥体形状、截锥体或棱锥台等截锥体形状等、以及从玻璃坯料的形成凹陷部19a的主表面向相反侧的主表面(向凹陷部19a的底部)开口面积变小的凹陷部的形状、或者从玻璃坯料1的形成小突起19b的主表面向尖端与主表面平行的截面积变小的突起形状。凹陷部19a或小突起19b的与主表面的连接部至底部或尖端的面可以为平面,也可以为曲面(弯曲面或凹凸面)。
凹陷部19a的开口的最大径优选为0.5mm~15mm。此处,关于“开口的最大径”的“径”,在凹陷部的开口的主表面处的轮廓线为圆时,是指其半径;在凹陷部的开口的轮廓线不为圆时,是指与凹陷部的轮廓线外切的最小外切圆的半径。凹陷部19a的自一个主表面起的最大深度优选为小于玻璃坯料1的最大板厚的90%,更优选为小于最大板厚的30%。
小突起19b的最大径优选为0.2mm~1.0mm。此处,关于“最大径”的“径”,在小突起19b的主表面处的轮廓线为圆时,是指其半径;在小突起19b的轮廓线不为圆时,是指与小突起19b的轮廓线外切的最小外切圆的半径。小突起19b的最大高度优选为0.1mm~2.0mm。
这样的玻璃坯料1通过下述压制成型处理来进行制作:在第一方式中说明的下部模具30的上表面滴加熔融玻璃26,将熔融玻璃26夹入上部模具40与下部模具30之间并加压,由此将熔融玻璃26挤压延伸为圆板状,成型出玻璃坯料1。图8、9是制作一个实施方式的玻璃坯料1的下部模具30的通过中心的铅直截面图。图8所示的下部模具30是与图6所示的玻璃坯料1对应的下部模具30,图9所示的下部模具30是与图7所示的玻璃坯料1对应的下部模具30。此时,如图8或图9所示那样,下部模具30的上表面在所滴加的熔融玻璃26接触的位置具有突起33a或凹部33b。在压制成型处理中,在所成型的玻璃坯料1的下侧的主表面的自玻璃坯料1的中心起半径为10mm的范围内形成于突起33a对应的形状的凹陷部19a或与凹部33b对应的形状的小突起19b。
更具体地说明第三方式的压制成型处理。
图8所示的下部模具30是用于制作图6所示的形状的玻璃坯料1的下部模具30,除了第一方式的下部模具30的构成以外,在下部模具30的上表面(压制面31)的所滴加的熔融玻璃16最初接触的位置设有突起33a。突起33a为尖端越来越细的形状。此处,尖端越来越细的形状例如为:半球形状、圆锥或多棱锥等锥体形状、截锥体或棱锥台等截锥体形状等、从压制面31的平坦部分向上端水平截面积变小的形状。突起33a的与压制面31的连接部至上端的侧面可以为平面,也可以为曲面(弯曲面或凹凸面)。熔融玻璃26向压制面31的滴加优选按照在成型后的玻璃坯料1(参照图6)的自中心C起为半径10mm的范围内具有突起33a的方式来进行。
下部模具30可以通过将金属氮化物成型而按照从最初就在压制面31具有突起33a的方式来制造,也可以在成型出具有平坦的压制面31的下部模具30后,在压制面31的中央部形成突起33a。例如,在平坦的压制面31的所要形成突起33a的区域使高温的熔融玻璃密合,在该状态下降低熔融玻璃的温度,由此使熔融玻璃的成分附着于压制面31,形成突起。进而在所形成的突起使高温的熔融玻璃密合,降低熔融玻璃的温度,则在突起进一步附着熔融玻璃的成分,从而突起变大。通过重复该操作,可以在压制面31形成所期望的尺寸的突起33a。
下部模具30的压制面31的突起33a以外的部分为平面、并且平坦,算术平均粗糙度Ra(JIS B0601)优选为5μm以下,Ra更优选为2μm以下。
在图6所示的玻璃坯料1的下侧主表面,在玻璃坯料1的自中心C起为半径10mm的范围内,形成有与突起33a对应的尖端越来越细的形状的凹陷部19a。需要说明的是,图6中,凹陷部19a形成于与中心C一致的位置。
通过在下部模具30的压制面31设置突起33a,并在玻璃坯料1的下侧主表面设置凹陷部19a,在玻璃坯料1载置于下部模具30的上部的状态下,玻璃坯料1的凹陷部19a与下部模具30的突起33a嵌合。因此,即便转台21旋转,也能防止载置于下部模具30的上部的玻璃坯料1因离心力而相对于下部模具30向旋转径向外侧移动。另外,通过在玻璃坯料1的与下部模具30接触的主表面形成凹陷部19a,另一方面使玻璃坯料1的与上部模具40接触的主表面平坦地形成,能够容易地辨别成型后的玻璃坯料1的两主表面。
为了在防止玻璃坯料1相对于下部模具30移动的同时,容易辨别成型后的玻璃坯料1的两主表面,凹陷部19a的开口的最大径优选为0.5mm以上。
另一方面,在由玻璃坯料1制作玻璃基板的情况下,为了不影响凹陷部19a,优选在玻璃坯料1的包含凹陷部19a的范围形成圆孔。为了容易形成圆孔,凹陷部19a的开口的最大径优选小于圆孔的内径。因此,凹陷部19a的开口的最大径优选为15mm以下、更优选为10mm以下。
因此,凹陷部19a的开口的最大径优选为0.5mm~15mm、更优选为0.5mm~10mm。
若凹陷部19a的自主表面起的最大深度大,则在玻璃坯料1形成圆孔时玻璃坯料1有可能破裂。因此,凹陷部19a的自主表面起的最大深度优选为小于玻璃坯料1的最大板厚的90%,更优选为小于玻璃坯料1的最大板厚的30%。凹陷部19a的自主表面起的最大深度优选为800μm以下、优选为300μm以下。
另一方面,为了通过对玻璃坯料1进行目视或利用检查装置而能够识别玻璃坯料1的两主表面,凹陷部19a的自主表面起的最大深度优选为50μm以上。需要说明的是,若凹陷部19a的自主表面起的最大深度为50μm以上,则能够充分防止玻璃坯料1相对于下部模具30的移动。因此,凹陷部19a的自主表面起的最大深度优选为50μm~800μm、更优选为50μm~300μm。
通过使凹陷部19a的自主表面起的最大深度为上述范围,能够在防止玻璃坯料1相对于下部模具30移动的同时,容易辨别成型后的玻璃坯料1的两主表面。
为了使玻璃坯料1的凹陷部19a为上述形状,优选使下部模具30的突起33a的最大径为0.5mm~15mm。此处,关于“最大径”的“径”,在突起33a的轮廓线为圆时,是指其半径;在突起33a的轮廓线不为圆时,是指与突起33a的轮廓线外切的最小外切圆的半径。另外,突起21a的自压制面21起的最大高度优选大于所压制成型的玻璃坯料1的最大板厚的5%且小于90%。
通过使下部模具30的突起33a为上述形状,能够防止玻璃坯料1相对于下部模具30移动,并且能够容易地辨别成型后的玻璃坯料1的两主表面。
图9所示的下部模具30是用于制作图7所示的形状的玻璃坯料1的下部模具30,除了第一方式的下部模具30的构成以外,在下部模具30的上表面(压制面31)的所滴加的熔融玻璃16最初接触的位置设有凹部33b。凹部33b为尖端越来越细的形状。
凹部33b的压制面31的平坦部分至底部的侧面可以为平面,也可以为曲面(弯曲面或凹凸面)。熔融玻璃16向压制面31的滴加优选按照在成型后的玻璃坯料1(参照图7)的自中心C起为半径10mm的范围内具有凹部33b的方式来进行。
下部模具30的压制面31的凹部33b以外的部分是平坦的,算术平均粗糙度Ra优选为5μm以下,Ra更优选为2μm以下。
在玻璃坯料1的下侧主表面,在自玻璃坯料1的中心C起为半径10mm的范围内,在玻璃坯料1形成与凹部33b对应的形状的小突起19b。需要说明的是,图7中,小突起19b形成于与中心C一致的位置。
通过在下部模具30的压制面31设置凹部33b,并在玻璃坯料1的下侧主表面设置小突起19b,在玻璃坯料1载置于下部模具30的上部的状态下,玻璃坯料1的小突起19b与下部模具30的凹部33b嵌合。因此,即便转台21旋转,也能防止载置于下部模具30的上部的玻璃坯料1因离心力而相对于下部模具30向旋转径向外侧移动。另外,通过在玻璃坯料1的与下部模具30接触的主表面形成小突起19b,另一方面使玻璃坯料1的与上部模具40接触的主表面平坦地形成,能够容易地辨别成型后的玻璃坯料1的两主表面。
为了在防止玻璃坯料1相对于下部模具30移动的同时,容易辨别成型后的玻璃坯料1的两主表面,小突起19b的最大径优选为0.2mm以上。另一方面,在由玻璃坯料1制作玻璃基板的情况下,为了不影响小突起19b,优选在玻璃坯料1的包含小突起19b的范围形成圆孔。为了容易地在玻璃坯料1的包含小突起19b的范围形成圆孔,小突起19b的开口的最大径优选为1.0mm以下。
另外,为了防止玻璃坯料1相对于下部模具30移动,小突起19b的自主表面起的最大高度优选为0.1mm以上。
另一方面,为了使小突起19b不妨碍玻璃坯料1的传送或对于玻璃坯料1的圆孔形成处理等,小突起19b的自主表面起的最大高度优选为2.0mm以下。
通过使小突起19b的自主表面起的最大高度为上述范围,能够防止玻璃坯料1相对于下部模具30移动,小突起19b不会妨碍玻璃坯料1的传送。
为了使玻璃坯料1的小突起19b为上述形状,优选使下部模具30的凹部33b的最大径为0.5mm~15mm。此处,关于“最大径”,在凹部33b的开口的轮廓线为圆时,是指其半径;在凹部33b的开口的轮廓线不为圆时,是指与凹部33b的开口的轮廓线外切的最小外切圆的半径。
另外,凹部33b的自压制面31起的最大深度优选为0.1mm~2.0mm。
通过使下部模具30的凹部33b为上述形状,能够防止玻璃坯料1相对于下部模具30移动,并且能够容易地辨别成型后的玻璃坯料1的两主表面。
以上,对本发明的玻璃坯料、玻璃坯料的制造方法以及磁盘用玻璃基板的制造方法进行了详细说明,但本发明不限定于上述实施方式和各例,当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良和变更。
以下,对本发明的实施例和比较例进行说明。
实施例
制作第一方式的玻璃坯料1中的中央部和外周部比半径方向的中间部突出的圆板状的玻璃坯料,使用激光位移计测量整个面的板厚。玻璃坯料的最大板厚D1与最小板厚D0之差D如表1所示。另外,将连结玻璃坯料的外周部的板厚中的达到最大板厚的位置与玻璃坯料的中心位置的主表面上的线段的长度设为R,上述线段上的自上述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与外周部的最大板厚的板厚差Δd1如表1所示。
[磨削处理前的平坦度]
在压制成型后,对于进行了退火处理的磨削处理前的玻璃坯料的主表面的整个面,利用多功能磁盘用干涉计(OptiFlat Phase Shift Technology.Inc.制造)进行测量,由此测定翘曲量。
关于磨削处理前的平坦度,若翘曲量小于10μm则评价为A;若翘曲量为10μm以上且小于14μm则评价为B;若翘曲量为14μm以上且小于18μm则评价为C;若翘曲量为18μm以上则评价为D。
结果示于表1。
[磨削处理后的平坦度]
对于所制作的玻璃坯料,通过划割形成圆孔,并且以成为特定尺寸的方式将玻璃坯料的外侧部分除去,制成玻璃基板中间体。对于该玻璃基板中间体的主表面,以规定时间、将加工余量设为30μm而进行磨削处理。利用多功能磁盘用干涉计(OptiFlat PhaseShift Technology.Inc.制造)对磨削处理后的主表面的整个面进行测量,由此测定翘曲量。
关于磨削处理后的平坦度,若翘曲量小于1μm则评价为A;若翘曲量为1μm以上且小于3μm则评价为B;若翘曲量为3μm以上且小于4μm则评价为C;若翘曲量为4μm以上则评价为D。
结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0001800041590000221
可知:相较于Δd1为0.20D的比较例1,Δd1大于0.2D的实施例1的磨削处理前后的翘曲变小,平坦度变小。此外,可知:相较于实施例1,Δd1为0.25D的实施例2的磨削处理前后的翘曲变小,平坦度变小;相较于实施例2,Δd1为0.30D的实施例3的磨削处理前后的翘曲变小,平坦度变小;相较于实施例3,Δd1为0.40D的实施例4的磨削处理前后的翘曲变小,平坦度变小。
同样地,可知:相较于Δd1为0.20D的比较例2,Δd1大于0.20D的实施例5的磨削处理前后的翘曲变小,平坦度变小。此外,可知:相较于实施例5,Δd1为0.25D的实施例6的磨削处理前后的翘曲变小,平坦度变小;相较于实施例6,Δd1为0.30D的实施例7的磨削处理前后的翘曲变小,平坦度变小;相较于实施例7,Δd1为0.40D的实施例8的磨削处理前后的翘曲变小,平坦度变小。
此外,可知:相较于D为30μm的比较例1和实施例1~4,对于D为20μm的比较例2和实施例5~8来说,即便Δd1/D为相同值,但磨削处理前后的翘曲变小,平坦度变小。
另外,可知:磨削处理前的平坦度越小,则在一定时间内的磨削处理后的平坦度越小。
符号说明
1 玻璃坯料
11 中央突出部
12 外侧突出部
13 凹部
21 转台
22 压力机下部
23 压力机上部
24 旋转轴
25 流出喷嘴
26 熔融玻璃
10 熔融玻璃块
18a 内侧区域
18b 外侧区域
19a 凹陷部
19b 小突起
30 下部模具
31 压制面
31a 内侧区域形成部
31b 外侧区域形成部
33a 突起
33b 凹部
40 上部模具

Claims (22)

1.一种玻璃坯料,其为用于制造磁盘用玻璃基板的圆板状的玻璃坯料,其中,
所述玻璃坯料的中央部和包围所述中央部的外周部厚于位于所述中央部与所述外周部之间的半径方向的中间部,
将所述玻璃坯料的两主表面间的最大板厚与最小板厚之差设为D,
将连结所述外周部的达到最大板厚的位置与所述玻璃坯料的中心位置的假想直线上的、从玻璃坯料的中心位置至玻璃坯料的主表面上的外缘的线段的长度设为R时,
所述线段上的自所述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与所述外周部的最大板厚的板厚差大于0.2D。
2.如权利要求1所述的玻璃坯料,其中,所述线段上的自所述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与所述外周部的最大板厚的板厚差大于0.25D。
3.如权利要求1所述的玻璃坯料,其中,所述线段上的自所述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与所述外周部的最大板厚的板厚差大于0.3D。
4.如权利要求1所述的玻璃坯料,其中,所述线段上的自所述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与所述外周部的最大板厚的板厚差大于0.4D。
5.一种玻璃坯料,其为用于制造磁盘用玻璃基板的圆板状的玻璃坯料,其中,
在所述玻璃坯料的整个面的板厚中,
所述玻璃坯料的中央部和包围所述中央部的外周部厚于位于所述中央部与所述外周部之间的半径方向的中间部,
所述玻璃坯料的两主表面间的最大板厚与最小板厚之差为30μm以下,
将连结所述外周部的达到最大板厚的位置与所述玻璃坯料的中心位置的假想直线上的、从玻璃坯料的中心位置至玻璃坯料的主表面上的外缘的线段的长度设为R时,
所述线段上的自所述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与所述外周部的最大板厚的板厚差为7μm以上。
6.如权利要求5所述的玻璃坯料,其中,所述玻璃坯料的两主表面间的最大板厚与最小板厚之差为20μm以下。
7.如权利要求1~6中任一项所述的玻璃坯料,其中,所述线段上的自所述中心位置起为0.8R的距离的位置处的板厚与自所述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚的板厚差为自所述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与所述外周部的最大板厚的板厚差的1/3以下。
8.如权利要求1~6中任一项所述的玻璃坯料,其中,将所述玻璃坯料的两主表面间的最小板厚设为D0,将所述外周部的两主表面间的最大板厚设为D1、且D1>D0时,所述线段上的自所述中心位置起为0.4R~0.8R的位置处的两主表面间的最大板厚为(D0+D1)/2以下。
9.如权利要求1~6中任一项所述的玻璃坯料,其中,所述两主表面间的板厚达到最小的位置与所述中心位置的距离为0.3R~0.7R。
10.如权利要求1~6中任一项所述的玻璃坯料,其中,所述外周部的达到最大板厚的位置位于玻璃坯料的外缘上。
11.一种玻璃坯料,其为用于制造磁盘用玻璃基板的形成有圆孔的盘状的玻璃坯料,其中,
在所述玻璃坯料的包含中心的中央部,设有在板厚方向上贯通所述玻璃坯料的圆孔,
所述玻璃坯料的包围所述中央部的外周部和与所述圆孔接触的所述玻璃坯料的内缘上的板厚厚于位于所述内缘与所述外周部之间的半径方向的中间部的板厚,
所述外周部的达到最大板厚的位置位于所述玻璃坯料的外缘上,所述外周部的最大板厚厚于所述内缘上的板厚,
将所述玻璃坯料的两主表面间的最大板厚与最小板厚之差设为D,
将连结所述外周部的达到最大板厚的位置与所述玻璃坯料的中心位置的假想直线上的、从玻璃坯料的中心位置至玻璃坯料的主表面上的外缘的线段的长度设为R时,
所述线段上的自所述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与所述外周部的最大板厚的板厚差大于0.2D。
12.如权利要求1~6和11中任一项所述的玻璃坯料,其中,
所述玻璃坯料的两主表面中的至少一者具有:
粗糙度曲线要素的平均长度RSm为500μm以下、包围所述中央部的外侧区域;和
被所述外侧区域所包围、粗糙度曲线要素的平均长度RSm为200μm以上、设置于所述中央部的内侧区域,
将所述外侧区域的粗糙度曲线要素的平均长度RSm设为RS1,将所述内侧区域的粗糙度曲线要素的平均长度RSm设为RS2时,RS1<RS2。
13.如权利要求1~6和11中任一项所述的玻璃坯料,其中,
所述玻璃坯料的两主表面中的至少一者在所述中央部在自所述玻璃坯料的中心起半径为10mm的范围内具有尖端越来越细的形状的凹陷部或小突起。
14.一种玻璃坯料的制造方法,其为用于制造磁盘用玻璃基板的圆板状的玻璃坯料的制造方法,其中,
所述制造方法包括压制成型工序:至少利用上下一对模具夹入熔融玻璃并进行加压,由此将熔融玻璃挤压延伸为圆板状,从而形成玻璃坯料,
所述玻璃坯料的中央部和包围所述中央部的外周部厚于位于所述中央部与所述外周部之间的半径方向的中间部,
将所述玻璃坯料的两主表面间的最大板厚与最小板厚之差设为D,
将连结所述外周部的达到最大板厚的位置与所述玻璃坯料的中心位置的假想直线上的、从所述玻璃坯料的中心位置至所述玻璃坯料的主表面上的外缘的线段的长度设为R时,
所述线段上的自所述中心位置起为0.9R的距离的位置处的板厚与所述外周部的最大板厚的板厚差大于0.2D。
15.如权利要求14所述的玻璃坯料的制造方法,其中,在所述压制成型工序后,包括在将所述玻璃坯料夹入调节器的状态下进行加热的热处理工序。
16.如权利要求15所述的玻璃坯料的制造方法,其中,在所述热处理工序后,包括在所述玻璃坯料的包含中心位置的所述中央部形成圆孔的圆孔形成工序。
17.一种磁盘用玻璃基板的制造方法,该磁盘用玻璃基板的制造方法包括:
利用权利要求16所述的玻璃坯料的制造方法制造具有所述圆孔的玻璃坯料的工序;和
对形成有所述圆孔的所述玻璃坯料的两主表面中的至少一者进行磨削或研磨的工序。
18.如权利要求7所述的玻璃坯料,其中,将所述玻璃坯料的两主表面间的最小板厚设为D0,将所述外周部的两主表面间的最大板厚设为D1、且D1>D0时,所述线段上的自所述中心位置起为0.4R~0.8R的位置处的两主表面间的最大板厚为(D0+D1)/2以下。
19.如权利要求8中任一项所述的玻璃坯料,其中,所述两主表面间的板厚达到最小的位置与所述中心位置的距离为0.3R~0.7R。
20.如权利要求9所述的玻璃坯料,其中,所述外周部的达到最大板厚的位置位于玻璃坯料的外缘上。
21.如权利要求10所述的玻璃坯料,其中,
所述玻璃坯料的两主表面中的至少一者具有:
粗糙度曲线要素的平均长度RSm为500μm以下、包围所述中央部的外侧区域;和
被所述外侧区域所包围、粗糙度曲线要素的平均长度RSm为200μm以上、设置于所述中央部的内侧区域,
将所述外侧区域的粗糙度曲线要素的平均长度RSm设为RS1,将所述内侧区域的粗糙度曲线要素的平均长度RSm设为RS2时,RS1<RS2。
22.如权利要求12所述的玻璃坯料,其中,
所述玻璃坯料的两主表面中的至少一者在所述中央部在自所述玻璃坯料的中心起半径为10mm的范围内具有尖端越来越细的形状的凹陷部或小突起。
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