DE2910807C2 - Poliermittelmischung zum Polieren der Oberflächen von Magnetspeicherplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Poliermittelmischungen zum Polieren der Oberflächen von geschliffenen Magnetschichten von Magnetspeicherplatten, bestehend ajs einem scheibenförmigen starren Trägermaterial irit darauf beidseitig haftfest aufgebrachten Magnetsdro ten aus in einem organischen Polymeren und üblichen Zusatzstoffen feinverteilten magnetischen Material.

Zur Speicherung insbesondere digitaler Informationen werden in großem Umfang Magnetspeicherplatten eingesetzt. Sie werden in bekannter Weise dadurch hergestellt, daß kreisförmige Scheiben aus Aluminium od?r Aluminiumlegierung, welche zur Aufnahme geeigneter Halterungs- und Antriebsmittel in der Mitte mit einem konzentrischen Ausschnitt versehen werden, mit einer flüssigen Dispersion, die ein magnetisierbares Materi&l fein verteilt in einem polymeren Bindemittel enthält, überzieht und diesen Überzug anschließend trocknet, bzw. härtet und schleift

Bei der Benutzung solcher magnetischer Aufzeichnungsplatten in Aufzeichnungsgeräten, wie sie z. B. in der US-PS 3176 281 beschrieben sind, werden die Informationen mittels eines über der rotierenden Magnetschicht schwebenden Schreib/Lese-Kopfes in konzentrischen kreisförmigen Spuren aufgezeichnet. In dem Bemühen die Informationsdichte solcher Speichermedien zu erhöhen, wurde die Dicke der magnetisierbaren Schicht immer wieder verringert. In demselben Maße mußte auch die Flughöhe der Magnetköpfe, mit denen die Information geschrieben und gelesen werden, geringer werden. So wurde z. B. bei allgemein bekannten Geräten die Flughöhe, d. h. der Abstand zwischen schwebendem Magnetkopf und rotierender Platte, von ursprünglich 2,5 μιτι auf 0,5 μτη -»erringen. Um diese Flughöhe zu erreichen, werden an die Ebenheit der Oberfläche von Magnetspeicherplatten außergewöhnlich hohe Anforderungen gestellt. Sie muß frei von Unregelmäßigkeiten sein, denn während der Rotation der Platte wird durch jeden auch nur geringen Oberfläehendefekt ein Axialschlag auf den Magnetkopf ausgeübt, wobei es durch eine solche Erschütterung des Magnetkopfes zu einem Signalfehler oder sogar zu einem Aufschlagen des Magnetkopfes auf die Platlenoberfläche und einem Herausreißen von Schichtteilen aus der Magnetschicht, kommen kann.

Um die erforderliche äußerst niedrige Oberflächenrauhigkeit der Magnetschichten zu erreichen, werden diese, wie beispielsweise in der DE-PS 2150 993 beschrieben, in besonderer Weise geschliffen. Dazu werden harte Schleifpulver, wie Diamant oder Korund, entweder als Schleifpaste auf einem Trägermaterial 5 oder fixiert auf einem Schleifband verwendet. Diese spanabhebende Bearbeitung der Magnetschichtoberfläche ergibt zwar ein hohes Maß an EbenheiL Eine derart verbesserte Rauhigkeit reicht jedoch nicht aus, um solche für hohe Informationsdichten geeignete Magnet-Speicherplatten zu ergeben. Ursache hierfür ist der bei Schleifverfahren übliche Eingriff des Schleifkorns, wodurch in der Oberfläche jeweils eine Ideine Rille mit aufgeworfenen Randzonen entsteht Diese hochstehenden Kanten verursachen eine Mikrorauhigkeit weiche bereits das Flugverhalten des Magnetkopfes stört. Um dies zu vermeiden, ist eine Mikrorauhigkeit mit einem Rauhtiefenwert A^ (nach DIN 4762) von kleiner 030 μπι erforderlich.

Es ist bekannt, daß mit Hilfe eines Poliervorgangs die Mikrorauhigkeit von Oberflächen verbessert werden kann. Üblicherweise wird dazu die geschliffene Oberfläche der einer pigmentierten Lackschicht ähnlichen Magnetschicht mittels einer schnell laufenden Filzscheibe oder -ring mechanisch bearbeitet Die dabei entstehende lokale Wärmeentwicklung führt zu einem Verfließen der obersten Lackschicht, so daß das Material praktisch nicht abgetragen, sondern nur verschoben wird. Mit dieser Einebnung von Spitzen und Vertiefungen läßt sich zwar ein hoher Glanzeffekt erreichen, eine für das stabile Fliegen des Magnetkopfes notwendige Mikrorauhigkeit läßt sich jedoch nicht erzielen. Auch bei der Anwendung einer auf dem Gebiet des Metallpolierens bekannten Polierpaste oder Polieremulsk η (W. Burkart und K. Schmotz, Handbuch für das Schleifen und Polieren, Leuze-Verlag, 1974. Seiten 37-44) läßt sich unter Berücksichtigung der an Magnetplattenspeicher gestellten Anforderungen kein befriedigendes Ergebnis erreichen. Dasselbe gilt bei dem bei Kunststoffen üblichen Polieren an der

4) Stoffscheibe mit Hilfe von Glanzwa:hsen. Mit den bei anderen Poliermethod;n verwendeten Schwabbelscheiben wird zwar eine zufriedenstellence Mikrorauhigkeit erreicht, doch lassen >ich im Falle les Polierens von Magnetschichten. Auswaschungen aif der Oberfläche nicht verhindern, wocurch aber da;in die Rauhigkeit wieder verschlechtert wird.

Es bestand daher die Aufgabe, Poliermittelmischungen zum Polieren der Oberflächen von geschliffenen Magnetschichten von Magnetspcicherplatten bereitzustellen, welche ohne Beeinträchtigung der beim vorangehenden Schleif"organg erzielten Oberflächenebeiiheit die Verbessen, ng der Mikrorauhigkeit gestattet.

Es wurde nun gefunden, daß sich die Mikrcrauhigkeit der Oberflächen von geschlifleniin Magnetschichten von Magnetspeicherplatten, welche aus einem scheibenförmigen starren Trägermaterial mit darauf beidseitig haftfest aufgebrachten Magnetschichten aus in einem härtbaren organischen Bindemittel und üblichen Zusatzstoffen feinverteilten magnetischem Material, besteht, mit Hilfe von Poliermittelmischungen auf der Basis von üblichen Emulgatoren und Wasser gemäß der Aufgabe verbessern lassen, wenn diese Poliermittelmischungen 2 bis 25, vorzugsweise 12 bis 20 Gewichtsteile Butylacetat

fi5 enthalten. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn diesen erfindungsgemäßen Poliermittelmischungen noch zusätzlich I bis 4 Gewichtsteilen Butandiol-1,4 zugesetzt sind.

Reinigungsmittelmischungen auf der Basis von Emulgatoren und Wassser sind an sich bekannt und dienen zum Entfernen von Schmutzpartikel beim Poliervorgang. Sie bestehen üblicherweise aus 40 bis 90 Gewichtsteilen Wasser und 10 bis 60 Gewichtsteilen oberflächenaktiven Substanzen. Werden diesen Reinigungsmittelmischungen nun erfindungsgemäß die genannten Mengen Butylacetat und insbesondere Butylacetat zusammen mit Butandiol-1,4 zugesetzt, so zeigen diese Mischungen überraschenderweise eine Polierwirkung, mit der sich die Mikrorauhigkeit von geschliffenen Magnetschichten von Magnetspeicherplatten vorteilhaft verbessern läßt.

Als Grundlage für die erfindungsgemäßen Pcliermittelmischungen können die an sich für das Polieren von Magnetschichten bekannten Reinigungsmittelmischungen eingesetzt werden, sie müssen jedoch mit Butylacetat und gegebenenfalls Butandiol-1.4 mischbar sein.

So haben sie!-« als Grundlage für die erfindungsgemäßen Poliermitteimischungen die Natrium- und/oder Kaiiu.Tisaize iangkeitiger organischer Carbonsäuren mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen als geeignet herausgestellt Zweckmäßigerweise wird hierfür ein Gemisch aus 20% Palmitinsäure, 60% Lino!- und Linolensäure, 13% Stearinsäure. 4% Laurinsäure und 3% Myristinsäure eingesetzt In gleicher Weise haben sich Oxäthylierungsprodukte von Alkylphenolen, insbesondere Nonylphenol mit 20 Äthoxygruppen, bewährt.

Beim Poliervorgang wird nun die beidseitig eine geschliffene Magnetschicht aufweisende Magnetspeicherplatte auf t.'ne angetriebene Spindel gespannt, welche die alternierende Rotation ό—· Scheibe bewerkstelligt.

Dann wird die Plattenoberfläche m>·' der erfindungsgemäßen Poliermittelmischung befeuchtet und anschließend durch Anpressen von mit Filzringen oder -scheiben ausgerüsteten Polierköpfen gegen die rotierende Platte poliert. Während des Vorgangs wird die Poliermittelmischung gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt, was z. B. mit Hilfe eines an der Plattenoberfläche vorbeigeführten und angedrückten Bandes aus Textilgewebe oder Vliesstoff erfolgen kann. Nach dieser Behandlung wird die Platte mit Wasser abgespült und damit die Poliermittelmischung und der darin emulgierte Abrieb entfernt. Zur Trocknung wird die Platte mit niederen Alkoholen abgespült. Im übrigen werden die üblichen bei Polierverfahren bekannten Bedingungen eingehalten.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Poliermittel;¹^- schung werden Magnetspeicherplatten erhalten, welciü sich bei gegebener geringer Rauhigkeit auf Grind der dabei erzielbaren hervorragenden Mikrorauh:gkeit in besonderer Weise zum Einsatz in solchen Magnetspeichergeräten eignen, bei denen wegen der angsitrebten hohen Informationsdichte die Magnetköpfe sich in einem A.bstand von weniger als I μπι über den rotierenden Magnetschichioberfläehen halten.

Die folgenden Beispiele zeigen, daß sir!i Magnetspeicherplatten, welche ein nacii dem Stand der Technik durch Schleifen erreichte niedrige Rauhigkeit /?, von kleiner 0,40 μπι (gemessen nach DIN 4762 mit einer Grenzwclleolänge von 0,8 mm und einer Meßstrecke viii 43 mro. Nadelradius: 3 μπι) besitzen, bezüglich ihrer Mikrorauhigkeit entscheidend verbessern lassen. Als Grenzwellenlänge wird die Länge der Sinuswelle bezeichnet, deren Amplitude dabei noch ..iii 75% übertragen wird (DIN 4768).

Beispiel 1

Zum Polieren einer Magnetspeicherplatte mit einer 1 bis 3 um dicke ι Magnetschicht und einer Ausgangsrau-ϊ higkeit von /> <0,4um werden zu 3440 Teilen Wasser 1160 Teile des Natriumsalzes eines Fettssurengemischs aus 60 Teilen Linol- und Linolensäure, 20 Teilen Palmitinsäure, 13 Teilen Stearinsäure, 4 Teilen Laurinsäure und 3 Teilen Myristinsäure, und dann €80 Teile ι ο Butylacetat und 68 Teile Buiandiol-1,4 gegeben.

Diese Poliermittelmischung wird mit Hilfe einer Dosierpumpe auf die Oberfläche einer auf einer Spindel

befestigten und in Drehung versetzten geschliffenen

Magnetspeicherplatte in einer Menge von etwa 3 G-amm je Plattenseite aufgetragen.

Zar Verteilung der Flüssigkeit werden auf die sich mit einer Umdrehungszahl von 300 Upm rotierenden Platte rotierende Filzscheiben aufgedrückt Die Polierscheiben bestehen aus einem Metallring auf Jen ein t0 mm starker Filzring mit einem Durchmesser von 100 mm fixiert ist. Die Polierzeit beträgt 40 Sekunden. Nach dieser Behandlung wird die Vi.a^netplatte durch Aufsprühen voi. entsalztem Wasser von 20°C abgebürstet wobei die Pclierflüssigkeit von der Oberfläche der r> Platte abgespült wird. Dann wird die rL·:^ nii aufgesprühtem Propylalkohol getrocknet.

Eine derart polierte Magnetspeicher platte wird nachfolgend beschriebenen Prüfungen unterzogen. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle aufgeführt

!.Abriebfest

Hierbei wird ein mit Propanol getränktes weißes Poliertuch auf die auf einer Spindel aufgespannte und sich um ihre Achse drehende Magnetspeicherplatte

:> gedrückt und dadurch die Oberfläche abgewischt. Die Intensität des auf dem weißen Tuch sichtbarer, Abriebs dient zur Beurteilung des Abriebverhaltens der Magnetschicht und wird mit einer Notenskafa bewertet Dabei bedeutet die Note 1 kein Abrieb, d. h. weißes

jo Tuch, und die Note 6 starker Abrieb, Λ. h schwarzbrauner Oxidabrieb. Die Zwischenstufen reichen von hellgelb über gelb und gelbbraun bis braun.

2. Oberflächenraiihigkeit

r. Die Rauhigkeit der Magnetschichtoberfläche wird mit Hiifc eines Rauhigkeitsmessers nach DIN 4762 gemessen. Bestimmt wird jeweils der /?,- Wert.

3. Fiugtcst

Das Flugverhalten .vird mittels einer üblichen Prüfanordnung gemessen. Die zu untersuchende Magnetplatte rotiert auf einem Prüflaufwerk mit 3600 Upm. Über der Platte »fliegt« ein mit einem

·>·. piezoelektrischen Sensor ausgerüsteter Prüfkopf in 0,75 μιτι Höhe, der während der Prüfung in radialer Richtung über die Oberfläche der Plaste geschoben wird. Jede Unebenheit der Piattenoberfläche führt zu einer Auslenkung des Prüfkopfes aus seiner stabilen

ν Flugbahn Die damit yerbundcnen Beschleunigungen erzeugen elektrische Signale, die über der Prüfstrecke integriert und als Flugkennzahl ausgewiesen werden. Eine strukturfreie Oberfläche hat drmpernäß eine niedire Flugkennzahl zur Folge. Eine Fliigkennzahl von

'Ι I bedeutet eine Oberfläche mit vernachlässigbarer Mikrorauhifekeit, während eine Fltigkennzahl von 4 bei einer unzureichend geschliffenen und polierten Magnetschicht erzielt wird.

4. Grenzgeschwindigkeit

Im Verlaufe des Flugtests wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der Magnetplatte kontinuierlich vermindert Dadurch verringert sich die Flughöhe des Kopfes so weit, bis es bei der sogenannten Grenzgeschwindigkeit zur Berührung zwischen Kopf und Platte kommt Je kleiner die in Upm angegebene Grenzgeschwindigkeit ist desto geringer ist die Mikrorauhigkeit der Magnetschient

Beispiel 2

Es wird wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren, jedoch setzt sich die Poliermittelmischung aus 1040 Teilen Wasser, 1160 Teilen eines Emulgators aus Nonyipheno! mit 20 Äthoxygruppen, 340 Teilen Butylacetat und 34 Teilen ButandioI-1,4 zusammen.

Die Meßergebnisse sind in der Tabelle angegeben. Beispiel 3

Es wird wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren, jedoch setzt sich die Poliermittelmischung aus 76 Teilen

Tabelle

Wasser, 11 Teilen des in Beispiel 1 eingesetzten Natriumsalzes des genannten Fettsäuregemisches und 13 Teilen Butylacetat zusammen. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle aufgeführt

Vergleichsversuch 1

Es wird eine geschliffene Magnetspeicherplatte, wie ίο sie in Beispiel 1 zum Polieren eingesetzt wird, lediglich 1 Minute lang mit einem mit Isopropanol getränkten Poliertuch behandelt und dann geprüft Die Meßergebnisse sind in der Tabelle aufgeführt

Vergleichsversuch 2

Es wird wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren, jedoch setzt sich die Poliermittelmischung nur aus 90 Teilen Wasser und 10 Teilen des in Beispiel 1 eingesetzten Natriurr.salzes des genannten Fettsäuregemisches zusammen.

Beispiel I

Veigl.-Versuch I 2

Abriebtest-Note	I	2	2	4
Oberflächenrauhigkeit Ä. (μίτι)	0,23	0.25	0,27	0,4
Flugkennzahl	1,0	1.2	1,3	2,25
Grenzgeschwindigkeit (Upm)	700	800	850	1400

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Poliermittelmischung zum Polieren der Oberfläche von geschliffenen Magnetschichten von Magnetspeicherplatten, welche aus einem scheibenförmigen starren Trägermaterial mit darauf beidseitig haftfest aufgebrachten Magnetschichten aus in einem härtbaren organischen Bindemittel und üblichen Zusatzstoffen feinverteilten magnetischen Material bestehen, auf der Basis einer Emulsion von (A) üblichen Emulgatoren und (B) Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß die Poliermittelmischung aus (AX (B) und (C) 2 bis 25 Gewichtsteilen Butylacetat sowie ggf, (D) 1 his 4 Gewichtsteilen Butandiol-1,4, jeweils bezogen auf die Megen an Emulsion, besteht