JP2005203080A - Magnetic disk glass board and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高強度の磁気ディスク用ガラス基板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a high-strength glass substrate for a magnetic disk and a method for producing the same.
磁気ディスク記憶装置等に使用される磁気ディスク用の基板としては、従来、主としてアルミニウム合金基板が使用されてきたが、高密度記録化の要請に伴い、アルミニウム合金基板に比較して素材そのものが硬く、かつ平坦性、平滑性に優れたガラス基板が使用され始めている。しかし、脆性材料であるガラスからなる磁気ディスク用ガラス基板は、取扱い時または使用時に破損する場合があり、問題の一つとされている。 Conventionally, an aluminum alloy substrate has been mainly used as a substrate for a magnetic disk used in a magnetic disk storage device or the like, but the material itself is harder than an aluminum alloy substrate due to the demand for higher density recording. In addition, glass substrates excellent in flatness and smoothness have begun to be used. However, a glass substrate for a magnetic disk made of glass, which is a brittle material, may be broken during handling or use, which is one of the problems.
ドーナツ状の磁気ディスク用ガラス基板の機械的強度を支配する因子の一つは、磁気ディスク使用中に最大引張応力が発生するガラス基板内周端面に存在する傷である。しかし、磁気ディスク用ガラス基板においては、内周端面および外周端面（以下、これらを合せて内外周端面ともいう。）の面粗さは、きわめて高い平坦度および平滑度が要求される主表面（内外周端面を除く面）と比べて、粗いのが一般的である。その理由は、内外周端面は、そもそもガラス板から円形に切り出し中央部を穿孔した切断面であること、磁気記録に関与しないこと、および曲面であり仕上げ加工コストがきわめて高くなるため仕上げ加工を充分に行いえないこと等である。 One of the factors governing the mechanical strength of a doughnut-shaped glass substrate for a magnetic disk is a scratch present on the inner peripheral end surface of the glass substrate that generates a maximum tensile stress during use of the magnetic disk. However, in the glass substrate for magnetic disks, the surface roughness of the inner peripheral end surface and the outer peripheral end surface (hereinafter also referred to as the inner and outer peripheral end surfaces) is the main surface that requires extremely high flatness and smoothness ( Compared with the surface except for the inner and outer peripheral end surfaces), it is generally rough. The reason for this is that the inner and outer peripheral end faces are cut from a glass plate in a circular shape, and the central part is perforated. The center part is not involved in magnetic recording. This is something that cannot be done.
内外周端面の傷の深さを低減し機械的強度をより大きくするために、＃５００メッシュよりも細かい砥粒による内外周端面の仕上げ加工も行われているが、それでも内外周端面にかなり傷が残存している。内外周端面の仕上げをより向上させるためには、すなわち粗さをより低減するためには、段階的に粒度の細かい砥粒を用いた多段階加工が必要となる。しかしこの多段階加工には、更に大幅に生産性およびコストを著しく悪化させる問題がある。 In order to reduce the depth of scratches on the inner and outer peripheral end faces and increase the mechanical strength, finishing of the inner and outer peripheral end faces with abrasive grains finer than # 500 mesh is also performed, but still the inner and outer peripheral end faces are considerably scratched. Remains. In order to further improve the finishing of the inner and outer peripheral end faces, that is, to further reduce the roughness, multi-step machining using finely-graded abrasive grains is necessary. However, this multi-stage machining has the problem of significantly deteriorating productivity and cost.
従来、磁気ディスク用ガラス基板の機械的強度をより大きくするためには、内外周端面の仕上げを向上させるよりも、イオン交換法と呼ばれる化学強化法を用いるのが一般的である。前記化学強化法とは、ガラスをＫを含む溶融塩、例えば溶融硝酸カリウム塩に浸漬し、ガラス表面のＮａイオンと溶融硝酸カリウム塩のＫイオンとをイオン交換してガラス表面に圧縮応力層を形成してガラスの強度を高める方法である（特許文献１参照）。
しかし、化学強化法により磁気ディスク用ガラス基板の強度向上を図ることができるのは、所定割合のＮａまたはＬｉを含有するガラス基板に対する場合だけである。
Conventionally, in order to increase the mechanical strength of the glass substrate for magnetic disks, it is common to use a chemical strengthening method called an ion exchange method rather than improving the finish of the inner and outer peripheral end faces. In the chemical strengthening method, a glass is immersed in a molten salt containing K, for example, molten potassium nitrate salt, and Na ions on the glass surface and K ions of the molten potassium nitrate salt are ion-exchanged to form a compressive stress layer on the glass surface. This is a method for increasing the strength of the glass (see Patent Document 1).
However, the strength of the magnetic disk glass substrate can be improved by the chemical strengthening method only when the glass substrate contains a predetermined proportion of Na or Li.
こうした化学強化法によりガラス表面に導入される表面圧縮応力層の深さおよび圧縮応力値の大きさは、溶融塩の温度および浸漬時間等の条件によってある程度変化し、溶融塩の温度を高め、浸漬時間を長くすることにより、より高強度化を図れる。しかし、実際にはそれよりもむしろガラス自身の組成に大きく依存する。すなわち、一般に深い圧縮応力層を得、高強度化を得るには、ガラス組成の中でＮａまたはＬｉの含有量を増やす必要がある。 The depth of the surface compressive stress layer and the magnitude of the compressive stress value introduced to the glass surface by such a chemical strengthening method vary to some extent depending on conditions such as the temperature of the molten salt and the immersion time. Higher strength can be achieved by lengthening the time. In practice, however, it is more dependent on the composition of the glass itself. That is, in general, in order to obtain a deep compressive stress layer and increase the strength, it is necessary to increase the content of Na or Li in the glass composition.
一方、磁気ディスクでは、そのガラス基板表面にきわめて薄い金属または合金の磁性膜が形成されるが、ガラス中のＮａ等のアルカリ金属成分が増加すると、このアルカリ金属成分が前記磁性膜を腐食させる問題がある。 On the other hand, in a magnetic disk, a very thin metal or alloy magnetic film is formed on the surface of the glass substrate. However, when an alkali metal component such as Na in the glass increases, the alkali metal component corrodes the magnetic film. There is.
この問題に対する対策として、アルカリ金属成分の磁性膜への侵入を防止する下地層を磁性膜の下に形成することが考えられる（例えば、特許文献２参照）。しかし、この場合下地層を充分厚くすることが必要であり、特に、アルカリ金属成分を多く含むガラスの場合には、下地層の厚さをかなり厚くしなければならない。また、この下地層をスパッタ法、真空蒸着法等によりドーナツ状のガラス基板表面に形成する場合、内外周端面に充分な厚さの下地層を形成するのは難しく、そのため内外周端面近傍の磁性膜は腐食しやすくなる。 As a countermeasure against this problem, it is conceivable to form a base layer under the magnetic film that prevents the alkali metal component from entering the magnetic film (see, for example, Patent Document 2). However, in this case, it is necessary to make the underlayer sufficiently thick. In particular, in the case of glass containing a large amount of an alkali metal component, the thickness of the underlayer must be considerably increased. In addition, when this underlayer is formed on the surface of a doughnut-shaped glass substrate by sputtering, vacuum evaporation, etc., it is difficult to form an underlayer with a sufficient thickness on the inner and outer peripheral end faces, so that the magnetic field in the vicinity of the inner and outer peripheral end faces The film is susceptible to corrosion.
このようなアルカリ金属成分による磁性膜の腐食を防止するためには、アルカリ金属含有量が少ないガラスを用いることが好ましい。
一方、ガラス中のＬｉまたはＮａの量を少なくすると、イオン交換により発生するガラス表面の圧縮応力層の深さが小さくなり、ガラス表面に存在する傷の深さよりも小さくなる。そのため化学強化の効果は小さく、充分な強度が得られなくなる問題があった。
In order to prevent such corrosion of the magnetic film due to the alkali metal component, it is preferable to use a glass having a low alkali metal content.
On the other hand, when the amount of Li or Na in the glass is reduced, the depth of the compressive stress layer on the glass surface generated by ion exchange is reduced, and becomes smaller than the depth of the scratch existing on the glass surface. For this reason, there is a problem that the effect of chemical strengthening is small and sufficient strength cannot be obtained.
更に、磁気ディスク用ガラス基板は、ガラス基板の剛性が高くその板厚を薄くできる点でも優れている。
しかしガラス基板の板厚が薄い場合、化学強化法によって形成された表面圧縮応力層の深さが過度に大きくなると、ガラス基板の板厚方向の中心部に大きな引張応力が発生し、かえって強度の低下を招くおそれがある。
Furthermore, the glass substrate for magnetic disks is excellent in that the rigidity of the glass substrate is high and its thickness can be reduced.
However, when the thickness of the glass substrate is thin, if the depth of the surface compressive stress layer formed by the chemical strengthening method becomes excessively large, a large tensile stress is generated at the center in the thickness direction of the glass substrate, and the strength is rather high. There is a risk of lowering.
また、化学強化法では、通常ガラスを４５０℃以上の溶融塩中に浸漬するため、ガラス表面が溶融塩によって汚染され、この溶融塩を除去するために化学強化加工後に研磨を行わなければならなかった。加えて、４５０℃以上という高温で化学強化を行う必要があるためにガラス基板の平坦度が悪化するおそれがあった。 In the chemical strengthening method, since glass is usually immersed in a molten salt at 450 ° C. or higher, the glass surface is contaminated by the molten salt, and polishing must be performed after the chemical strengthening process to remove the molten salt. It was. In addition, since it is necessary to perform chemical strengthening at a high temperature of 450 ° C. or higher, the flatness of the glass substrate may be deteriorated.
また、化学強化法では、磁気ディスクの製造工程における磁性膜のスパッター成膜工程において、磁気ディスク用ガラス基板の加熱が必要な場合、該基板を加熱する際に化学強化により導入された基板の表面圧縮応力が応力緩和してしまい、強度低下が起こってしまうことが問題となる場合がある。例えば、ガラス基板の歪点の温度以上に加熱する必要がある場合に、この現象が顕著に現れる。例えば、垂直磁性膜を成膜するプロセスでは、ガラス基板を化学強化処理された温度以上の高温にガラス基板を加熱することがあり、応力緩和してしまうという問題がある。 Further, in the chemical strengthening method, when heating of the magnetic disk glass substrate is necessary in the magnetic film sputtering process in the magnetic disk manufacturing process, the surface of the substrate introduced by the chemical strengthening when the substrate is heated. There may be a problem that the compressive stress is relaxed and the strength is lowered. For example, this phenomenon appears remarkably when it is necessary to heat the glass substrate at a temperature higher than the strain point. For example, in the process of forming a perpendicular magnetic film, there is a problem that the glass substrate may be heated to a temperature higher than the temperature at which the glass substrate is chemically strengthened, and the stress is relaxed.
一方、一般のガラス製品の表面処理方法としてフッ酸エッチング処理が広く知られているが、磁気ディスク用ガラス基板に対しては、従来、フッ酸エッチング処理は好ましくないとされている。その理由は、過度のエッチング処理はガラス基板の表面に高い突起を形成するからである。すなわち、磁気ディスク記憶装置では、高速回転する磁気ディスク面から１０〜５０ｎｍ離れた高さを磁気ヘッドが飛行するため、過度のエッチングにより生じた高い突起は、ヘッドクラッシュを引き起こし、磁気ディスクの記録面全体の破壊をもたらすからである。 On the other hand, hydrofluoric acid etching treatment is widely known as a general surface treatment method for glass products. However, conventionally, hydrofluoric acid etching treatment is not preferable for glass substrates for magnetic disks. The reason is that an excessive etching process forms high protrusions on the surface of the glass substrate. That is, in the magnetic disk storage device, since the magnetic head flies at a height of 10 to 50 nm away from the surface of the magnetic disk rotating at high speed, the high protrusion generated by excessive etching causes a head crash, and the recording surface of the magnetic disk It will bring about the total destruction.
以上のような問題を解決するガラス基板として、例えば特許文献３には、内周側面または内周側面および内周に沿った表面部に厚さ０．２〜５０μｍの酸化物の連続膜または酸化物を主成分とする連続膜が形成された情報記録ディスク用ガラス基板が開示されている。 As a glass substrate that solves the above problems, for example, Patent Document 3 discloses an inner peripheral side surface or a continuous film of oxide having a thickness of 0.2 to 50 μm on the inner peripheral side surface and a surface portion along the inner periphery or oxidation. A glass substrate for an information recording disk on which a continuous film mainly composed of an object is formed is disclosed.
前記した酸化物の連続膜または酸化物を主成分とする連続膜は、Ｓｉ、Ｔｉ、ＡｌおよびＺｒのうちの少なくとも１種を含むことが好ましいとされている。また、円形加工された磁気ディスク用ガラス基板をフッ酸またはバッファードフッ酸によってエッチングしたり、硫酸、硝酸等でリーチングした後に前記連続膜を設けることは、傷自体の除去の点でいっそう有効である、と記載されている。 It is said that the above-described continuous oxide film or the continuous film containing an oxide as a main component preferably includes at least one of Si, Ti, Al, and Zr. In addition, it is more effective in terms of removing scratches themselves to provide a continuous film after etching a circularly processed glass substrate for a magnetic disk with hydrofluoric acid or buffered hydrofluoric acid, or leaching with sulfuric acid or nitric acid. It is described as being.
更に、前記連続膜の形成に当っては、溶液またはスラリー状態で塗布し、その後乾燥、熱処理して硬化膜とする、いわゆるウエットプロセスを用いる必要があると記載されている。また、エタノールに分散させたコロイド状シリカと、ケイ酸エチルを硝酸水溶液で加水分解したゾル液とを用いて厚さ２μｍのＳｉＯ2連続膜をガラスディスク表面に形成した実施例や、モノメチルトリメトキシシランと水ガラス系コロイダルシリカと酢酸とを用いて厚さ５μｍの有機基を一部含有したＳｉＯ2連続膜をガラスディスク表面に形成した実施例が記載されている。 Further, it is described that in forming the continuous film, it is necessary to use a so-called wet process in which the film is applied in a solution or slurry state, and then dried and heat-treated to form a cured film. In addition, examples in which a 2 μm thick SiO 2 continuous film was formed on the glass disk surface using colloidal silica dispersed in ethanol and a sol obtained by hydrolyzing ethyl silicate with an aqueous nitric acid solution, monomethyltrimethoxy An example in which a SiO 2 continuous film partially containing an organic group having a thickness of 5 μm is formed on the glass disk surface using silane, water glass colloidal silica and acetic acid is described.
しかし、特許文献３に開示された連続膜には水分や有機物が残りやすい。このような連続膜が表面に形成されているガラス基板を磁気ディスク製造工程の真空プロセスに投入すると、連続膜に残存している水分や有機物に起因するガス発生が起こり、磁性膜の性能を低下させるおそれがある。また、前記連続膜を形成するためには、塗布液のｐＨおよび粘度の高精度の調整が必要であり、作業性の点で問題があった。 However, moisture and organic matter are likely to remain in the continuous film disclosed in Patent Document 3. When a glass substrate with such a continuous film formed on the surface is put into the vacuum process of the magnetic disk manufacturing process, gas generation due to moisture and organic matter remaining in the continuous film occurs, reducing the performance of the magnetic film There is a risk of causing. In addition, in order to form the continuous film, it is necessary to adjust the pH and viscosity of the coating solution with high accuracy, which is problematic in terms of workability.
以上のような問題を解決するガラス基板として、特許文献４には、例えばエッチング処理されたドーナツ状ガラス基板の内周端面にポリシラザンを含む被覆組成物を塗布し、硬化させて、鉛筆引っかき値５Ｈ以上である硬さを有する保護膜を形成し、次にドーナツ状ガラス基板の主表面を研磨する磁気デスク用ガラス基板が開示されている。 As a glass substrate that solves the above problems, Patent Document 4 describes, for example, that a coating composition containing polysilazane is applied to the inner peripheral end face of an etched donut-shaped glass substrate, cured, and pencil scratch value 5H. A glass substrate for a magnetic desk is disclosed in which a protective film having the above hardness is formed and then the main surface of the doughnut-shaped glass substrate is polished.
前記したポリシラザンは、脆性で熱収縮率がガラスよりも大きいため、形成した膜が硬化する際にガラス基板に応力を発生させてしまい、応力を発生させることでガラス基板強度を低下させる傾向にある。 The above-mentioned polysilazane is brittle and has a thermal contraction rate larger than that of glass. Therefore, when the formed film is cured, stress is generated in the glass substrate, and the stress tends to decrease the strength of the glass substrate. .
本発明は、上記したような問題を解決する高強度の磁気ディスク用ガラス基板およびその製造方法の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a high-strength glass substrate for a magnetic disk that solves the above-described problems and a method for manufacturing the same.
本発明は、ドーナツ状ガラス基板であって、その内周端面がエッチング処理されており、かつエッチング処理された内周端面がシリコーンレジン、またはポリイミド樹脂により被覆されていることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板を提供する。 The present invention relates to a magnetic disk comprising a donut-shaped glass substrate, the inner peripheral end surface of which is etched, and the etched inner peripheral end surface is covered with a silicone resin or a polyimide resin A glass substrate is provided.
また、本発明は、ドーナツ状ガラス基板であって、その内周端面および外周端面がエッチング処理されており、かつエッチング処理された内周端面および外周端面がシリコーンレジン、またはポリイミド樹脂により被覆されていることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板を提供する。 Further, the present invention is a donut-shaped glass substrate, the inner peripheral end face and the outer peripheral end face thereof are etched, and the etched inner peripheral end face and outer peripheral end face are coated with a silicone resin or a polyimide resin. A glass substrate for a magnetic disk is provided.
また、本発明は、ドーナツ状ガラス基板の少なくとも内周端面をエッチング処理し、次いでエッチング処理された該ドーナツ状ガラス基板の内周端面をシリコーンレジン、またはポリイミド樹脂で被覆することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供する。 The present invention is also characterized in that at least an inner peripheral end face of a donut-shaped glass substrate is etched, and then the inner peripheral end face of the etched donut-shaped glass substrate is covered with a silicone resin or a polyimide resin. A method for manufacturing a glass substrate for a disk is provided.
また、本発明は、ドーナツ状ガラス基板の少なくとも内周端面および外周端面をエッチング処理し、次いでエッチング処理された該ドーナツ状ガラス基板の内周端面および外周端面をシリコーンレジン、またはポリイミド樹脂で被覆することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供する。 In the present invention, at least the inner peripheral end surface and the outer peripheral end surface of the donut-shaped glass substrate are etched, and then the inner peripheral end surface and the outer peripheral end surface of the etched donut-shaped glass substrate are coated with a silicone resin or a polyimide resin. A method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk is provided.
また、本発明は、少なくとも内周端面がエッチング処理されたドーナツ状ガラス基板の少なくとも内周端面にシリコーンレジン、またはポリイミド樹脂を含む被覆組成物を塗布し、硬化させて保護膜を形成し、次いで該ドーナツ状ガラス基板の主表面を研磨することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供する。 In the present invention, a coating composition containing a silicone resin or a polyimide resin is applied to at least the inner peripheral end surface of at least the inner peripheral end surface of the doughnut-shaped glass substrate that has been etched, and cured to form a protective film, A method for producing a glass substrate for a magnetic disk, comprising polishing a main surface of the doughnut-shaped glass substrate.
本発明によれば、化学強化を必要とはしない充分な強度を有する磁気ディスク用ガラス基板およびその製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the glass substrate for magnetic discs which has sufficient intensity | strength which does not require chemical strengthening, and its manufacturing method can be provided.
本発明の塗布液、すなわちシリコーンレジン、またはポリイミドを含む被覆組成物は、本発明においては塗布液の温度、ｐＨ等の塗布条件に関する制限は比較的少なく作業性に優れる。このように作業性の点での制約が少ないことから保護膜形成装置に対する制約も少なく、該装置選択の幅が広い。 The coating composition of the present invention, that is, a coating composition containing a silicone resin or polyimide, has relatively few restrictions on coating conditions such as the temperature and pH of the coating liquid and is excellent in workability. Thus, since there are few restrictions in terms of workability, there are few restrictions on the protective film forming apparatus, and the range of apparatus selection is wide.
また、磁気ディスクの製造工程におけるスパッター法による磁性膜形成時にガラス基板の高温加熱が必要な場合、化学強化法による強度向上ではガラス基板に導入された圧縮応力が緩和され、強度低下が生じるという問題点があるが、本発明ではそのような問題点も発生しない。 In addition, when high temperature heating of the glass substrate is required when forming a magnetic film by sputtering in the magnetic disk manufacturing process, the strength improvement by the chemical strengthening method relaxes the compressive stress introduced into the glass substrate and causes a decrease in strength. However, such a problem does not occur in the present invention.
本発明におけるドーナツ状ガラス基板は、ドーナツ状、すなわち所定の半径の円形の円盤の形状を有するガラス基板であり、かつ該円盤の中心部が該円盤の中心と同じ中心を有する円形に穿孔されたものであって、内周端面、外周端面および表裏の主表面を有する円盤状のガラス基板である。 The donut-shaped glass substrate in the present invention is a glass substrate having a donut shape, that is, a circular disk having a predetermined radius, and the center of the disk is perforated into a circle having the same center as the center of the disk. A disk-shaped glass substrate having an inner peripheral end face, an outer peripheral end face, and front and back main surfaces.
このドーナツ状ガラス基板は寸法に特に限定はないが、例えばその寸法はｍｍ表示で、（ａ）内径２０、外径６５、板厚０．６３５、（ｂ）内径２５、外径８４、板厚０．６３５、（ｃ）内径２５、外径９５、板厚０．８、（ｄ）内径２５、外径８４、板厚１．０、または（ｅ）内径２５、外径９５、板厚１．０、（ｆ）内径７．０、外径２７．１、板厚０．３８、（ｇ）内径１２．０、外径４８．０、板厚０．５５、等である。 The donut-shaped glass substrate is not particularly limited in size. For example, the size is expressed in mm, and (a) inner diameter 20, outer diameter 65, plate thickness 0.635, (b) inner diameter 25, outer diameter 84, plate thickness. 0.635, (c) inner diameter 25, outer diameter 95, plate thickness 0.8, (d) inner diameter 25, outer diameter 84, plate thickness 1.0, or (e) inner diameter 25, outer diameter 95, plate thickness 1 0.0, (f) inner diameter 7.0, outer diameter 27.1, plate thickness 0.38, (g) inner diameter 12.0, outer diameter 48.0, plate thickness 0.55, and the like.
本発明の磁気ディスク用ガラス基板においては、ドーナツ状ガラス基板の少なくとも内周端面がエッチング処理されており、かつエッチング処理された少なくとも該内周端面がシリコーンレジンまたはポリイミド樹脂により形成された保護膜により被覆されている。これにより内周端面に傷がつきにくくなり、内周端面が平滑化されている。 In the glass substrate for magnetic disk of the present invention, at least the inner peripheral end surface of the donut-shaped glass substrate is etched, and at least the inner peripheral end surface subjected to the etching process is formed by a protective film formed of a silicone resin or a polyimide resin. It is covered. As a result, the inner peripheral end face is hardly damaged and the inner peripheral end face is smoothed.
前記エッチング処理には、一般的なガラスのエッチング方法であるエッチング液を用いたウェットエッチング方法、エッチングガスを用いたドライエッチング方法、等が使用できる。中でも、フッ酸液、フツ硫酸液、ケイフッ化水素酸などのエッチング液を用いたウェットエッチング方法が好適に使用できるが、フツ硫酸液を用いた方法が特に好適に使用できる。このエッチング処理は、ドーナツ状ガラス基板をエッチング処理液中に浸漬して行う方法が一般的であるが、スプレー法、その他の処理方法でも可能である。このエッチング処理は、ドーナツ状ガラス基板の内周端面に施すのが必須であるが、好ましくは内周端面および外周端面の両方に施すのが好ましい。なお、このエッチング処理は、ガラス基板表面に過度のエッチングにより高い突起を形成しない範囲で行うのが好ましい。 For the etching treatment, a wet etching method using an etching solution, which is a general glass etching method, a dry etching method using an etching gas, or the like can be used. Among these, a wet etching method using an etching solution such as a hydrofluoric acid solution, a hydrofluoric acid solution, or a hydrofluoric acid can be preferably used, but a method using a hydrofluoric acid solution can be particularly preferably used. This etching process is generally performed by immersing the doughnut-shaped glass substrate in an etching process solution, but can also be performed by a spray method or other processing methods. This etching process is indispensable to be applied to the inner peripheral end face of the donut-shaped glass substrate, but is preferably applied to both the inner peripheral end face and the outer peripheral end face. In addition, it is preferable to perform this etching process in the range which does not form a high protrusion by excessive etching on the glass substrate surface.
また、エッチング処理に先立って、ドーナツ状ガラス基板の内外周端面、特に内周端面を＃２００〜＃１０００メッシュ程度の砥粒により仕上げ加工を行うことが好ましい。更に必要に応じて、ドーナツ状ガラス基板の内外周端に面取り加工を施す。更に、酸化セリウム等の研磨材を用いて、内外周端面および内外周端の面取り加工面の鏡面仕上げ加工を行うことがより好ましい。 Prior to the etching process, it is preferable to finish the inner and outer peripheral end faces of the doughnut-shaped glass substrate, particularly the inner peripheral end face with abrasive grains of about # 200 to # 1000 mesh. Further, if necessary, chamfering is performed on the inner and outer peripheral edges of the donut-shaped glass substrate. Furthermore, it is more preferable to perform mirror finishing of the inner and outer peripheral end surfaces and the inner and outer peripheral end chamfered surfaces using an abrasive such as cerium oxide.
エッチング処理により、ドーナツ状ガラス基板の曲げ強度を支配する内外周端面に存在する深い傷、特に曲げ強度をより強く支配する内周端面の深い傷を除去できる。 By the etching process, it is possible to remove deep flaws existing on the inner and outer peripheral end surfaces that control the bending strength of the donut-shaped glass substrate, particularly deep flaws on the inner peripheral end surface that more strongly control the bending strength.
エッチング処理によるガラス基板表面のエッチング量、即ちエッチング処理によるガラス表面の除去の厚さであるエッチング深さは、好ましくは８〜４０μｍである。８μｍ未満では、特に内周端面に存在する深い傷の除去が不充分となり、機械的強度が低下するおそれがある。４０μｍ超では、ガラス基板表面に高い突起を形成するおそれがある。 The etching depth, which is the etching amount of the glass substrate surface by the etching process, that is, the thickness of the removal of the glass surface by the etching process, is preferably 8 to 40 μm. If the thickness is less than 8 μm, removal of deep scratches existing on the inner peripheral end face is insufficient, and the mechanical strength may be reduced. If it exceeds 40 μm, high protrusions may be formed on the surface of the glass substrate.
前記保護膜の一つの具体例としては、シリコーンレジンを含む被覆組成物（以下、シリコーンレジン系被覆組成物という。）を硬化させた膜を使用することができる。シリコーンレジンの分子構造において、主骨格を形成するシロキサン結合は結合エネルギーが大きく、熱分解温度が高いため非常に耐熱性に優れており、その結果磁気ディスク製造工程で基板を加熱する工程があっても加熱によるガス発生のおそれが少なく、磁性膜の性能を低下させるおそれが少ない。また、シリコーンレジンはポリシラザンに比べ延性であるため、ポリシラザンよりもガラス基板に対して発生応力が小さく、基板強度を低下させるおそれが少ない。 As one specific example of the protective film, a film obtained by curing a coating composition containing a silicone resin (hereinafter referred to as a silicone resin coating composition) can be used. In the molecular structure of the silicone resin, the siloxane bond that forms the main skeleton has a large bond energy and a high thermal decomposition temperature, so it has excellent heat resistance. As a result, there is a process of heating the substrate in the magnetic disk manufacturing process. However, there is little risk of gas generation due to heating, and there is little risk of lowering the performance of the magnetic film. Further, since the silicone resin is ductile compared to polysilazane, the generated stress is smaller with respect to the glass substrate than the polysilazane, and there is little risk of lowering the substrate strength.
前記シリコーンレジンにおいて、ガラス基板の熱収縮率とシリコーンレジンの収縮率との差が小さい事が好ましい。更には、シリコーンレジンの熱収縮率がガラス基板の熱収縮率よりも大きい事がより好ましい。 In the silicone resin, it is preferable that the difference between the thermal shrinkage of the glass substrate and the shrinkage of the silicone resin is small. Furthermore, it is more preferable that the thermal shrinkage rate of the silicone resin is larger than the thermal shrinkage rate of the glass substrate.
シリコーンレジンには大別して、シリコーン本来の性質を利用したストレートシリコーンレジンと他の樹脂の多様な特徴を変性することによって加えられた変性シリコーンレジンがある。更に、ストレートシリコーンレジンはメチルシリコーンレジンとメチルフェニルシリコーンレジンに分けられ、変性シリコーンレジンには、代表的なものにアルキッド変性、エポキシ変性、アクリル変性、ポリエステル変性などがあり、これらを本発明におけるシリコーンレジンとして使用できる。 Silicone resins are broadly classified into straight silicone resins that utilize the inherent properties of silicone and modified silicone resins that are added by modifying various characteristics of other resins. Further, straight silicone resins are classified into methyl silicone resins and methylphenyl silicone resins. Typical modified silicone resins include alkyd-modified, epoxy-modified, acrylic-modified, polyester-modified, and the like. Can be used as a resin.
前記シリコーンレジンの中で、ストレートシリコーンレジンは難燃性に優れている点で、本発明においては特に望ましい。更には、ストレートレジンの中でもメチルフェニルシリコーンレジンは、特に難燃性に優れることから、本発明においては特に好ましい。 Among the silicone resins, straight silicone resins are particularly desirable in the present invention because they are excellent in flame retardancy. Furthermore, among the straight resins, methylphenyl silicone resin is particularly preferable in the present invention because it is particularly excellent in flame retardancy.
前記保護膜のもう一つの具体例としては、ポリイミド樹脂を含む被覆組成物（以下、ポリイミド樹脂系被覆組成物という。）を硬化させた膜を使用することができる。ポリイミド樹脂は有機高分子の中で特に高い耐熱性を有し、また、難燃性、強度特性、寸法安定性を有する事から、磁気ディスク用ガラス基板の内周端面、更には外周端面の保護膜として非常に適している。
前記ポリイミド樹脂において、ガラス基板の熱収縮率とポリイミド樹脂の収縮率との差が小さい事が好ましい。更には、ポリイミド樹脂の熱収縮率がガラス基板の熱収縮率よりも大きい事がより好ましい。
As another specific example of the protective film, a film obtained by curing a coating composition containing a polyimide resin (hereinafter referred to as a polyimide resin-based coating composition) can be used. Polyimide resin has a particularly high heat resistance among organic polymers, and has flame retardancy, strength characteristics, and dimensional stability, so it protects the inner and outer peripheral surfaces of glass substrates for magnetic disks. Very suitable as a membrane.
In the polyimide resin, it is preferable that the difference between the thermal shrinkage rate of the glass substrate and the shrinkage rate of the polyimide resin is small. Furthermore, it is more preferable that the thermal shrinkage rate of the polyimide resin is larger than the thermal shrinkage rate of the glass substrate.
前記シリコーンレジン系被覆組成物は、シリコーンレジン以外に通常は溶剤を含む。また、溶剤以外に触媒やその他の添加剤を含んでも良い。また、ポリイミド樹脂系被覆組成物についても同様に、通常は溶剤を含み、溶剤以外に触媒やその他の添加剤を含んでも良い。 The silicone resin-based coating composition usually contains a solvent in addition to the silicone resin. Moreover, you may contain a catalyst and another additive other than a solvent. Similarly, the polyimide resin-based coating composition usually contains a solvent, and may contain a catalyst and other additives in addition to the solvent.
前記硬化性被膜組成物を硬化して得られる保護膜の厚さは、０．５μｍ以上であることが好ましい。０．５μｍ未満では、耐擦傷性向上効果が不十分となるおそれがある。前記硬化性被覆組成物を硬化させて得られる保護膜のより好ましい厚さは、１．０μｍ以上、特に好ましくは２．０μｍ以上である。 The thickness of the protective film obtained by curing the curable coating composition is preferably 0.5 μm or more. If it is less than 0.5 μm, the effect of improving scratch resistance may be insufficient. A more preferable thickness of the protective film obtained by curing the curable coating composition is 1.0 μm or more, and particularly preferably 2.0 μm or more.
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ドーナツ状ガラス基板の少なくとも内周端面に前記エッチング処理を施し、次いで少なくとも内周端面を保護膜で被覆することを特徴とするものである。 The method for producing a glass substrate for a magnetic disk according to the present invention is characterized in that at least the inner peripheral end face of the donut-shaped glass substrate is subjected to the etching treatment, and then at least the inner peripheral end face is covered with a protective film.
シリコーンレジン系被覆組成物、またはポリイミド樹脂系被覆組成物のドーナツ状ガラス基板の内周端面、または内周端面および外周端面への被覆は、塗布法を用いて上記被覆組成物の塗布液を塗布し、次いで焼成等により硬化させて保護膜とするのが好ましい。この塗布を行う場合、内周端面に行うことは必須である。なお、外周端面にも塗布することがより好ましい。この場合、塗布液が内周端面または内外周端面からはみだして内周端面の周辺、外周端面の周辺の主表面側に及んでも構わない。 To coat the inner peripheral end surface of the doughnut-shaped glass substrate, or the inner peripheral end surface and the outer peripheral end surface of the silicone resin-based coating composition or the polyimide resin-based coating composition, apply the coating composition coating solution using a coating method. Then, it is preferably cured by baking or the like to form a protective film. When this coating is performed, it is essential to perform the coating on the inner peripheral end face. It is more preferable to apply to the outer peripheral end face. In this case, the coating liquid may protrude from the inner peripheral end surface or the inner and outer peripheral end surfaces and reach the periphery of the inner peripheral end surface and the main surface side around the outer peripheral end surface.
塗布法としては、例えば次のような方法が挙げられる。
（１）刷毛を用いて内周端面、または内周端面および外周端面に塗布する刷毛塗り法。
（２）発泡プラスチック等からなるローラブラシの多孔質表面に塗布液を供給し、該ローラブラシのロールを１０〜６０ｒｐｍで回転させながら、ドーナツ状ガラス基板の内周端面、または内周端面および外周端面に接触させて塗布液を転写・塗布するローラ塗り法。この場合、ドーナツ状ガラス基板も真空吸着して保持し、３０〜５０ｒｐｍで回転させることが好ましい。
（３）ドーナツ状ガラス基板を真空吸着して１０〜２００ｒｐｍで回転させながらその内周端面、または内周端面および外周端面に、ディスペンサにより所定量の塗布液を供給・塗布する直接塗り法。
Examples of the coating method include the following methods.
(1) A brush coating method in which a brush is applied to the inner peripheral end face, or the inner peripheral end face and the outer peripheral end face.
(2) The coating liquid is supplied to the porous surface of a roller brush made of foamed plastic or the like, and the inner peripheral end surface or inner peripheral end surface and outer periphery of the donut-shaped glass substrate is rotated while the roller brush roll is rotated at 10 to 60 rpm. Roller coating method in which the coating liquid is transferred and applied in contact with the end face. In this case, it is preferable that the doughnut-shaped glass substrate is also vacuum-adsorbed and held and rotated at 30 to 50 rpm.
(3) A direct coating method in which a predetermined amount of coating liquid is supplied and applied to the inner peripheral end face, or the inner peripheral end face and the outer peripheral end face by a dispenser while vacuum-adsorbing a donut-shaped glass substrate and rotating it at 10 to 200 rpm.
（４）ドーナツ状ガラス基板を５〜５０ｒｐｍで回転させながら、その内周部、または内周端面および外周部に、スプレイノズルにより噴霧した塗布液を供給・塗布するスプレイ法。 (4) A spray method in which a coating liquid sprayed by a spray nozzle is supplied to and applied to the inner peripheral portion or the inner peripheral end face and the outer peripheral portion while rotating the donut-shaped glass substrate at 5 to 50 rpm.
本発明の磁気ディスク用ガラス基板に用いることができるガラスの種類としては、特に限定されないが、耐候性向上のためには以下のような特性を有するガラスが好ましい。
耐水性：８０℃の水にガラスを２４時間浸漬したときの、ガラスからの成分溶出にともなうガラスの減量（溶出量）が０．０２ｍｇ／ｃｍ2以下。
The type of glass that can be used for the glass substrate for a magnetic disk of the present invention is not particularly limited, but glass having the following characteristics is preferable for improving weather resistance.
Water resistance: When glass is immersed in water at 80 ° C. for 24 hours, the weight loss (elution amount) of the glass accompanying elution of components from the glass is 0.02 mg / cm 2 or less.
耐酸性：８０℃の０．１規定塩酸水溶液にガラスを２４時間浸漬したときの、ガラスからの成分溶出にともなうガラスの減量（溶出量）が０．０６ｍｇ／ｃｍ2以下。 Acid resistance: When the glass is immersed in an aqueous 0.1 N hydrochloric acid solution at 80 ° C. for 24 hours, the weight loss (elution amount) of the glass accompanying elution of the components from the glass is 0.06 mg / cm 2 or less.
耐アルカリ性：８０℃の０．１規定水酸化ナトリウム水溶液にガラスを２４時間浸漬したときの、ガラスからの成分溶出にともなうガラスの減量（溶出量）が１ｍｇ／ｃｍ2以下、より好ましくは０．１８ｍｇ／ｃｍ2以下。 Alkali resistance: When the glass is immersed in an aqueous 0.1 N sodium hydroxide solution at 80 ° C. for 24 hours, the weight loss (elution amount) of the glass accompanying elution of the components from the glass is 1 mg / cm 2 or less, more preferably 0.8. 18 mg / cm 2 or less.
また、本発明においては化学強化法の使用は必須ではないので、ガラスの組成として化学強化を可能にするという観点からのＮａやＬｉ等のアルカリ金属の含有量下限値は存在しない。本発明の磁気ディスク用ガラス基板に用いることができるガラスとして、アルカリ金属酸化物含有量が１〜２０重量％のガラス、例えばソーダライムシリカガラス、アルミナシリケートガラス、無アルカリガラス、結晶化ガラス等が例示される。 In the present invention, since the use of the chemical strengthening method is not essential, there is no lower limit of the content of alkali metals such as Na and Li from the viewpoint of enabling chemical strengthening as the glass composition. Examples of the glass that can be used for the glass substrate for a magnetic disk of the present invention include glasses having an alkali metal oxide content of 1 to 20% by weight, such as soda lime silica glass, alumina silicate glass, alkali-free glass, and crystallized glass. Illustrated.
（例１）
酸化物換算の質量％で表示した組成が、ＳｉＯ2：５６．０％、Ｂ2Ｏ3：６．０％、Ａｌ2Ｏ3：１１．０％、Ｆｅ2Ｏ3：０．０５％、Ｎａ2Ｏ：０．１％、ＭｇＯ：２％、ＣａＯ：３％、ＢａＯ：１５．０％、ＳｒＯ：６．５％であるガラスＡからなる、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．９ｍｍのドーナツ状ガラス基板を用意した。このガラスの耐水性、耐酸性、耐アルカリ性の各試験における溶出量（単位：ｍｇ／ｃｍ2）はそれぞれ、０．０１、０．０３、０．６７であった。
(Example 1)
The composition expressed by mass% in terms of oxide is SiO 2 : 56.0%, B 2 O 3 : 6.0%, Al 2 O 3 : 11.0%, Fe 2 O 3 : 0.05%, Na 2 O: 0.1%, MgO: 2%, CaO: 3%, BaO: 15.0%, SrO: 6.5%, made of glass A, outer diameter 65 mm, inner diameter 20 mm, thickness 0. A 9 mm donut-shaped glass substrate was prepared. The elution amounts (unit: mg / cm 2 ) in the water resistance, acid resistance, and alkali resistance tests of this glass were 0.01, 0.03, and 0.67, respectively.
前記ドーナツ状ガラス基板の内外周端面を＃５００メッシュアンダーのダイヤモンド砥粒を用いて仕上げ研磨を行い、更に酸化セリウムを用いて鏡面仕上げ加工を行い、内外周の同心度（内周円と外周円の中心間の距離）が２５μｍ以下、真円度がそれぞれ２５μｍ以下となるようにした。次いで、平均粒径９μｍのアルミナ砥粒を用いて同ガラス基板の表裏の主表面のラップ研磨を行い、厚さが約０．７ｍｍになるまで研削した。このガラス板を更に、フッ酸と硫酸をそれぞれ５％含むフツ硫酸液中に１０分間浸漬し、エッチング深さ約２５μｍのエッチング処理を行った。 The inner and outer peripheral end faces of the doughnut-shaped glass substrate are finish-polished using # 500 mesh under diamond abrasive grains, and further mirror-finished using cerium oxide, and the inner and outer concentricity (inner and outer circles). The distance between the centers of the two was 25 μm or less, and the roundness was 25 μm or less. Next, lapping of the main surfaces of the front and back surfaces of the glass substrate was performed using alumina abrasive grains having an average particle diameter of 9 μm, and the resultant was ground until the thickness became about 0.7 mm. This glass plate was further immersed in a hydrofluoric acid solution containing 5% each of hydrofluoric acid and sulfuric acid for 10 minutes, and an etching treatment with an etching depth of about 25 μm was performed.
次に、このエッチング処理を行ったガラス板の内外周端面に、シリコーンレジン系被覆組成物として、メチルフェニルシリコーンレジン（信越化学工業（株）製、商品名「ＫＲ３１１」）のキシレン溶液（固形分濃度７重量％）を刷毛塗りした。この後、２１０〜２２０℃で２０〜３０分間、オーブンで乾燥させた後、３５０℃で３０分間オーブンにて硬化させた。これによって形成された被膜の厚さは、平均２〜３μｍであった。この様にして得られたサンプルをサンプルＮｏ．１とする。 Next, a xylene solution (solid content) of methylphenyl silicone resin (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name “KR311”) as a silicone resin-based coating composition is applied to the inner and outer peripheral end faces of the glass plate subjected to this etching treatment. A concentration of 7% by weight) was applied with a brush. Thereafter, it was dried in an oven at 210 to 220 ° C. for 20 to 30 minutes, and then cured in an oven at 350 ° C. for 30 minutes. The thickness of the film formed thereby was an average of 2 to 3 μm. The sample thus obtained was designated as Sample No. Set to 1.
この後、この保護膜付磁気ディスク用ガラス基板の表裏の主表面を平均粒径２．５μｍの酸化セリウムを用いてポリッシュ研磨を行い、基板の厚さを約０．６３５ｍｍとした。この際、内外周端面からはみ出した被膜も同時に除去された。 Thereafter, the main surfaces of the front and back surfaces of the glass substrate for a magnetic disk with a protective film were polished using cerium oxide having an average particle size of 2.5 μm, so that the thickness of the substrate was about 0.635 mm. At this time, the coating protruding from the inner and outer peripheral end faces was also removed at the same time.
このドーナツ状ガラス基板（シリコーンレジンコート品）について、下記加傷テストを行った。サンプル数は５である。比較のために、上記した方法と同様にして得られたものであるが、エッチング処理まで行った後、シリコーンレジン系被覆組成物の塗布を行わなかったドーナツ状ガラス基板（未コート品、これをサンプルＮｏ．１０という。比較例）についても下記加傷テストを行った。サンプルＮｏ．１および１０のサンプル数は、夫々５枚とした。これらサンプルについて加傷テストを行った結果、すなわち各サンプルの破壊応力（単位：ｋｇｆ/ｍｍ２）の平均値を表１に示す。 This doughnut-shaped glass substrate (silicone resin coated product) was subjected to the following scratch test. The number of samples is 5. For comparison, a doughnut-shaped glass substrate (uncoated product, which was obtained in the same manner as described above, but was not applied with the silicone resin coating composition after the etching process was performed) The following flaw test was conducted on Sample No. 10. Comparative Example). Sample No. The number of samples 1 and 10 was 5 respectively. Table 1 shows the results of the wound test on these samples, that is, the average value of the fracture stress (unit: kgf / mm 2 ) of each sample.
本発明の実施例であるシリコーンレジンコート品（サンプルＮｏ．１）の破壊応力は、最小値：１２．８、平均値：２７．９であるのに対し、比較例である未コート品（サンプルＮｏ．１０）は、最小値：９．３、平均値：１２．７であり、明らかにコート品の強度の方が高い。 The fracture stress of the silicone resin coated product (sample No. 1), which is an example of the present invention, is 12.8 and the average value: 27.9, whereas the uncoated product (sample) is a comparative example. No. 10) has a minimum value of 9.3 and an average value of 12.7, and the strength of the coated product is clearly higher.
（例２）
例１と同様なガラスＡを用いて、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．９ｍｍのドーナツ状ガラス基板を用意した。このドーナツ状ガラス基板について、例１と同様にして、仕上げ研磨、ラップ研磨、エッチング処理を行った。
(Example 2)
Using the same glass A as in Example 1, a doughnut-shaped glass substrate having an outer diameter of 65 mm, an inner diameter of 20 mm, and a thickness of 0.9 mm was prepared. This donut-shaped glass substrate was subjected to finish polishing, lapping and etching in the same manner as in Example 1.
エッチング処理を行ったドーナツ状ガラス基板の内周端面に、ポリイミド樹脂系被覆組成物として、ポリイミド樹脂（日立化成デュポンマイクロシステムズ（株）製、商品名「パイラリンＰＩ２６１１」）のＮメチル−２−ピロリドン溶液（固形分濃度２０重量％）を刷毛塗りした。この後、２１０〜２２０℃で２０〜３０分間、オーブンで乾燥させた後、３５０℃で３０分間オーブンにて硬化させた。これによって形成された保護膜の厚さは、平均２〜３μｍであった。この様にして得られたサンプルをサンプルＮｏ．２とする。 N methyl-2-pyrrolidone of polyimide resin (manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems Co., Ltd., trade name “Pyralin PI2611”) is applied to the inner peripheral end face of the etched donut-shaped glass substrate as a polyimide resin-based coating composition. The solution (solid concentration 20% by weight) was brushed. Thereafter, it was dried in an oven at 210 to 220 ° C. for 20 to 30 minutes, and then cured in an oven at 350 ° C. for 30 minutes. The thickness of the protective film formed thereby was an average of 2 to 3 μm. The sample thus obtained was designated as Sample No. 2.
このドーナツ状ガラス基板（ポリイミド樹脂コート品）について、同様の加傷テストを行った。比較のために、上記した方法と同様にして得られたものであるが、エッチング処理まで行った後、ポリイミド樹脂系被覆組成物の塗布を行わなかったドーナツ状ガラス基板（未コート品、これをサンプルＮｏ．１１という。比較例）についても同様の加傷テストを行った。サンプルＮｏ．２および１１のサンプル数は、夫々５枚とした。加傷テストの結果、すなわち破壊応力（単位：ｋｇｆ/ｍｍ２）を表２に示す。 This donut-shaped glass substrate (polyimide resin coated product) was subjected to the same scratch test. For comparison, it was obtained in the same manner as described above, but after performing the etching process, the doughnut-shaped glass substrate (uncoated product, which was not coated with the polyimide resin coating composition) The same damage test was conducted for sample No. 11. Comparative example). Sample No. The number of samples 2 and 11 was 5 respectively. Table 2 shows the results of the wound test, that is, the breaking stress (unit: kgf / mm 2 ).
本発明の実施例であるポリイミド樹脂コート品（サンプルＮｏ．２）の破壊応力は、最小値：２５．２、平均値：４０．７であるのに対し、比較例である未コート品（サンプルＮｏ．１１）は、最小値：９．２、平均値：１３．２であり、明らかにコート品の強度の方が高い。 The fracture stress of the polyimide resin coated product (sample No. 2) which is an example of the present invention is a minimum value: 25.2 and an average value: 40.7, whereas an uncoated product (sample) which is a comparative example. No. 11) has a minimum value of 9.2 and an average value of 13.2, and the strength of the coated product is clearly higher.
（加傷テスト）
ステンレス鋼製の円柱状の棒（直径：８ｍｍ）をドーナツ状のガラス基板の内周部に通し、ガラス基板内周部表面から前記棒の表面までの高さが５ｍｍの位置から落下させ、ガラス基板内周部に衝撃を加えた。これを内周部に衝撃が加わる位置を変更しながら２０回繰り返した。
以上のようにして加傷したサンプルの破壊応力を、（株）島津製作所製の強度試験機（商品名：ＡＵＴＯＧＲＡＰＨ）を用いて測定した。すなわち、サンプルの内周上に直径３６ｍｍのステンレス鋼製の球をセットし、該球を介して３０ｍｍ／分の押し込み速度で加圧してサンプルを破壊し、ロードセルで検出したサンプル破壊時の荷重から破壊応力を算出した。
(Injury test)
A stainless steel columnar rod (diameter: 8 mm) is passed through the inner periphery of a doughnut-shaped glass substrate and dropped from a position where the height from the inner surface of the glass substrate to the surface of the rod is 5 mm. An impact was applied to the inner periphery of the substrate. This was repeated 20 times while changing the position where the impact was applied to the inner periphery.
The fracture stress of the sample damaged as described above was measured using a strength tester (trade name: AUTOGRAPH) manufactured by Shimadzu Corporation. That is, a stainless steel ball having a diameter of 36 mm is set on the inner periphery of the sample, and the sample is broken by pressing at a pushing speed of 30 mm / min through the ball, and the load at the time of sample breakage detected by the load cell is used. The fracture stress was calculated.
（例３）
例１と同様なガラスＡを用いて、外径６５ｍｍ、厚さ０．９ｍｍの円盤状ガラス基板（内孔なし）を用意した。この円盤状ガラス基板の外周端面を＃５００メッシュアンダーのダイヤモンド砥粒を用いて仕上げ研磨を行い、更に酸化セリウムを用いて鏡面仕上げ加工を行った。次いで、平均粒径９μｍのアルミナ砥粒を用いて同ガラス基板の表裏の主表面のラップ研磨を行い、円盤状ガラス基板の主表面を厚さが約０．７ｍｍになるまで研削した。このガラス板を更に、フッ酸と硫酸をそれぞれ５％含むフツ硫酸液中に１０分間浸漬し、円盤状ガラス基板の全体をエッチング深さ約１２．５μｍのエッチング処理を行った。
次に、このエッチング処理を行ったガラス板の主表面に、シリコーンレジン系被覆組成物として、メチルフェニルシリコーンレジン（信越化学工業（株）製、商品名「ＫＲ２８２」）のキシレン溶液（固形分濃度７重量％）を刷毛塗りした。この後、２１０〜２２０℃で２０〜３０分間、オーブンで乾燥させた後、３５０℃で３０分間オーブンにて硬化させた。これによって形成された被膜の厚さは、平均２〜３μｍであった。このようにして得られたサンプルをサンプルＮｏ．３という。なお、サンプルＮｏ．３のサンプル数は、５枚とした。
(Example 3)
Using the same glass A as in Example 1, a disk-shaped glass substrate (without inner holes) having an outer diameter of 65 mm and a thickness of 0.9 mm was prepared. The outer peripheral end face of the disk-shaped glass substrate was finish-polished using # 500 mesh under diamond abrasive grains, and further mirror-finished using cerium oxide. Subsequently, lapping of the main surfaces of the front and back surfaces of the glass substrate was performed using alumina abrasive grains having an average particle diameter of 9 μm, and the main surface of the disk-shaped glass substrate was ground until the thickness became about 0.7 mm. This glass plate was further immersed in a hydrofluoric acid solution containing 5% of hydrofluoric acid and sulfuric acid for 10 minutes, and the entire disk-shaped glass substrate was etched to an etching depth of about 12.5 μm.
Next, a xylene solution (solid content concentration) of methylphenyl silicone resin (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name “KR282”) as a silicone resin-based coating composition is applied to the main surface of the glass plate subjected to this etching treatment. 7% by weight) was brushed. Thereafter, it was dried in an oven at 210 to 220 ° C. for 20 to 30 minutes, and then cured in an oven at 350 ° C. for 30 minutes. The thickness of the film formed thereby was an average of 2 to 3 μm. The sample thus obtained was designated as Sample No. Three. Sample No. The number of samples of 3 was 5.
（例４）
例１と同様なガラスＡを用いて、外径６５ｍｍ、厚さ０．９ｍｍの円盤状ガラス基板（内孔なし）を用意した。この円盤状ガラス基板の外周端面を＃５００メッシュアンダーのダイヤモンド砥粒を用いて仕上げ研磨を行い、更に酸化セリウムを用いて鏡面仕上げ加工を行った。次いで、平均粒径９μｍのアルミナ砥粒を用いて同ガラス基板の表裏の主表面のラップ研磨を行い、円盤状ガラス基板の主表面を厚さが約０．７ｍｍになるまで研削した。このガラス板を更に、フッ酸と硫酸をそれぞれ５％含むフツ硫酸液中に１０分間浸漬し、円盤状ガラス基板全体をエッチング深さ約１２．５μｍのエッチング処理を行った。
次に、このエッチング処理を行ったガラス板の主表面に、ポリイミド樹脂系被覆組成物として、ポリイミド樹脂（日立化成デュポンマイクロシステムズ（株）製、商品名「パイラリンＰ９１８６」）のＮメチル−２−ピロリドン溶液（固形分濃度２０重量％）を刷毛塗りした。この後、２１０〜２２０℃で２０〜３０分間、オーブンで乾燥させた後、３５０℃で３０分間オーブンにて硬化させた。これによって形成された保護膜の厚さは、平均２〜３μｍであった。このようにして得られたサンプルをサンプルＮｏ．４という。サンプルＮｏ．４のサンプル数は、５枚とした。
(Example 4)
Using the same glass A as in Example 1, a disk-shaped glass substrate (without inner holes) having an outer diameter of 65 mm and a thickness of 0.9 mm was prepared. The outer peripheral end face of the disk-shaped glass substrate was finish-polished using # 500 mesh under diamond abrasive grains, and further mirror-finished using cerium oxide. Subsequently, lapping of the main surfaces of the front and back surfaces of the glass substrate was performed using alumina abrasive grains having an average particle diameter of 9 μm, and the main surface of the disk-shaped glass substrate was ground until the thickness became about 0.7 mm. This glass plate was further immersed in a hydrofluoric acid solution containing 5% each of hydrofluoric acid and sulfuric acid for 10 minutes, and the entire disc-shaped glass substrate was etched to an etching depth of about 12.5 μm.
Next, N methyl-2- of polyimide resin (manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems Co., Ltd., trade name “Piraline P9186”) is applied as a polyimide resin coating composition to the main surface of the etched glass plate. A pyrrolidone solution (solid concentration 20% by weight) was brushed. Thereafter, it was dried in an oven at 210 to 220 ° C. for 20 to 30 minutes, and then cured in an oven at 350 ° C. for 30 minutes. The thickness of the protective film formed thereby was an average of 2 to 3 μm. The sample thus obtained was designated as Sample No. Four. Sample No. The number of samples of 4 was 5.
比較のために、上記円盤状ガラス基板の外周端面を＃５００メッシュアンダーのダイヤモンド砥粒を用いて仕上げ研磨を行い、更に酸化セリウムを用いて鏡面仕上げ加工を行った。次いで、平均粒径９μｍのアルミナ砥粒を用いてラップ研磨を行い、円盤状ガラス基板の主表面を厚さが約０．７ｍｍになるまで研削して、サンプルＮｏ．１２（比較例、エッチング処理なし、コート処理なしのサンプル）を得た。 For comparison, the outer peripheral end surface of the disk-shaped glass substrate was finish-polished using diamond abrasive grains of # 500 mesh under and further mirror-finished using cerium oxide. Next, lapping was performed using alumina abrasive grains having an average particle diameter of 9 μm, and the main surface of the disk-shaped glass substrate was ground until the thickness became about 0.7 mm. 12 (a comparative example, a sample without etching treatment and without coating treatment) was obtained.
また、上記円盤状ガラス基板の外周端面を＃５００メッシュアンダーのダイヤモンド砥粒を用いて仕上げ研磨を行い、更に酸化セリウムを用いて鏡面仕上げ加工を行った。次いで平均粒径９μｍのアルミナ砥粒を用いてラップ研磨を行い、円盤状ガラス基板の表裏の主表面を厚さが約０．７ｍｍになるまで研削し、更にこのガラス板をフッ酸と硫酸をそれぞれ５％含むフツ硫酸液中に１０分間浸漬し、円盤状ガラス基板全体をエッチング深さ約１２．５μｍのエッチング処理を行ってサンプルＮｏ．１３（比較例、エッチング処理あり、コートなしサンプル）を得た。 Further, the outer peripheral end face of the disk-shaped glass substrate was subjected to finish polishing using diamond abrasive grains of # 500 mesh under, and further subjected to mirror finishing using cerium oxide. Next, lapping is performed using alumina abrasive grains having an average particle diameter of 9 μm, the main surfaces of the front and back surfaces of the disk-shaped glass substrate are ground until the thickness becomes about 0.7 mm, and the glass plate is further rinsed with hydrofluoric acid and sulfuric acid. Each sample was immersed in a 5% sulfuric acid solution containing 5% for 10 minutes, and the entire disc-shaped glass substrate was etched to an etching depth of about 12.5 μm. 13 (Comparative example, sample with etching treatment, uncoated sample) was obtained.
また、上記円盤状ガラス基板の外周端面を＃５００メッシュアンダーのダイヤモンド砥粒を用いて仕上げ研磨を行い、更に酸化セリウムを用いて鏡面仕上げ加工を行なった。次いで、平均粒径９μｍのアルミナ砥粒を用いてラップ研磨を行い、円盤状ガラス基板の主表面を厚さが約０．７ｍｍになるまで研削し、次いで円盤状ガラス板の主表面に、シリコーンレジン系被覆組成物として、メチルフェニルシリコーンレジン（信越化学工業（株）製、商品名「ＫＲ２８２」のキシレン溶液（固形分濃度７重量％）を刷毛塗りした。この後、２１０〜２２０℃で２０〜３０分間、オーブンで乾燥させた後、３５０℃で３０分間オーブンにて硬化させた。これによって形成された保護膜の厚さは、平均２〜３μｍであった。このようにして、サンプルＮｏ．１４（比較例、エッチング処理なし、コート処理ありサンプル）を得た。 Further, the outer peripheral end face of the disk-shaped glass substrate was finish-polished using diamond abrasive grains of # 500 mesh under, and further mirror-finished using cerium oxide. Next, lapping is performed using alumina abrasive grains having an average particle diameter of 9 μm, the main surface of the disk-shaped glass substrate is ground until the thickness becomes about 0.7 mm, and then the main surface of the disk-shaped glass plate is coated with silicone. As a resin-based coating composition, methylphenyl silicone resin (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name “KR282”, xylene solution (solid content concentration: 7% by weight) was brush-painted. The film was dried in an oven for ˜30 minutes and then cured in an oven at 350 ° C. for 30 minutes, and the thickness of the protective film formed thereby was an average of 2 to 3 μm. 14 (comparative example, no etching treatment, sample with coating treatment) was obtained.
これらサンプルＮｏ．３、４およびサンプルＮｏ．１２、１３、１４について、下記落球試験を行った。
（落球試験方法）サンプルの中央に高さ０ｍｍと高さ８ｍｍから質量５．５ｇの鉄球を落下させ、落下時のサンプルの破壊強度を（株）島津製作所製の強度試験機（商品名：ＡＵＴＯＧＲＡＰＨ）をもって測定した結果を表３に示す。破壊強度としては、平均値を示す。なお、サンプル数については、表３に記載した通りである。
These sample Nos. 3, 4 and sample no. The following falling ball test was conducted on 12, 13, and 14.
(Falling ball test method) An iron ball having a mass of 5.5 g is dropped from a height of 0 mm and a height of 8 mm to the center of the sample, and the breaking strength of the sample at the time of dropping is measured by a strength tester manufactured by Shimadzu Corporation (trade name: The results measured with AUTOGRAPH) are shown in Table 3. An average value is shown as the breaking strength. The number of samples is as described in Table 3.
サンプルＮｏ．３についての落球試験結果から明らかなように、落球高さが０ｍｍときは１４８．０ｋｇｆであるのに対し、落球高さが８ｍｍときは１３６．９ｋｇｆと、またサンプルＮｏ．４についての落球試験結果から明らかなように、落球高さが０ｍｍときは１８５．９ｋｇｆであるのに対し、落球高さが８ｍｍときは１６０．３ｋｇｆと、強度低下の割合が夫々７．５％、１３．８％と少ない。一方、比較例であるサンプルＮｏ１２については、強度低下の割合が６４．７％、サンプルＮｏ．１３については、強度低下の割合が４５．７％、サンプルＮｏ．１４については、強度低下の割合が６４．７％とサンプルＮｏ．３、４に比較して、強度低下割合が著しく高い。 Sample No. As is clear from the falling ball test results for No. 3, when the falling ball height is 0 mm, it is 148.0 kgf, whereas when the falling ball height is 8 mm, it is 136.9 kgf. As is clear from the falling ball test results for No. 4, the strength drop rate is 185.9 kgf when the falling ball height is 0 mm, and 160.3 kgf when the falling ball height is 8 mm. , 13.8%. On the other hand, for sample No. 12 which is a comparative example, the rate of strength reduction was 64.7%. For No. 13, the rate of strength reduction was 45.7%, sample no. For No. 14, the rate of strength reduction was 64.7%, which was Sample No. Compared with 3 and 4, the strength reduction rate is remarkably high.
本発明は、磁気ディスクを製造するために使用される高強度の磁気ディスク用ガラス基板を化学強化法を用いず提供することができる。そして、この磁気ディスク用ガラス基板は、内周端面、または内周端面および外周端面に優れた特性の保護膜が形成されて、平滑化されているので、サーマル・アスペリティの原因となる端面からのパーティクルの発生を防止することもできる。
The present invention can provide a glass substrate for a high-strength magnetic disk used for manufacturing a magnetic disk without using a chemical strengthening method. The glass substrate for magnetic disk is smoothed by forming a protective film having excellent characteristics on the inner peripheral end face, or on the inner peripheral end face and the outer peripheral end face, and from the end face that causes thermal asperity. It is also possible to prevent the generation of particles.
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