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JP2004161564A - Method of manufacturing each of glass blank, substrate for information recording medium and information recording medium - Google Patents

Method of manufacturing each of glass blank, substrate for information recording medium and information recording medium Download PDF

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JP2004161564A
JP2004161564A JP2002331074A JP2002331074A JP2004161564A JP 2004161564 A JP2004161564 A JP 2004161564A JP 2002331074 A JP2002331074 A JP 2002331074A JP 2002331074 A JP2002331074 A JP 2002331074A JP 2004161564 A JP2004161564 A JP 2004161564A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a glass blank which is high in the degree of parallelism and flatness of the main surface by a direct press method, while making use of the merit of the method. <P>SOLUTION: In the method of manufacturing the glass blank, the glass blank is formed by pressing molten glass by using opposing upper and lower molds so as to be processed into a substrate for a disk-like information recording medium having a center hole. As the upper mold and the lower mold, a mold comprising a central mold member and a peripheral mold member is used, and at the time of pressing, pressing is brought to completion before the temperature distribution in the forming surface of the peripheral mold member becomes uniform, or the holding time in the pressing is set to be ≤2 sec. The method of manufacturing the substrate for the information recording medium uses the glass blank manufactured by the method. In the method of manufacturing the information recording medium, an information recording layer is formed on the substrate for the information recording medium manufactured by the method. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録媒体用基板に加工されることになる薄板状のガラスブランクを、溶融ガラスをプレス成形することによって作製する方法、およびこのガラスブランクに機械加工を施して情報記録媒体用基板を製造する方法、ならびにこの情報記録媒体用基板上に情報記録層を形成して情報記録媒体を作製する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
パソコンに内蔵されているハードディスクをはじめとする情報記録媒体の基板には、ガラス又はガラスを熱処理して得られる結晶化ガラスが使われている。このようなガラス材料によって情報記録媒体用基板を作製する方法として、溶融ガラスをプレス成形型でプレスし、基板の形状に近似したガラス製の中間成形体を作り、この中間成形体に機械加工を施して基板に仕上げる方法が知られている。上記溶融ガラスをプレス成形して中間成形体(以下、「ガラスブランク」ともいう)を作る方法は、ダイレクトプレス法と呼ばれている。
【0003】
ダイレクトプレス法の長所は、全体形状、外径、肉厚、対向する両面(両主表面)の平行度、平面度など基板に近い形状、寸法のガラスブランクが得られる点にある。逆に、上記長所が損なわれるとこの方法の価値が低下してしまう。ダイレクトプレス法には、このような要求を満たしつつ、溶融ガラスという極めて高温の物質を成形しなければならないという難しさがある。
【0004】
一方、ダイレクトプレス法の特徴とリヒートプレス法の特徴を取り入れてガラス基板を作製する方法が知られている(特許文献1参照)。しかし、この方法は、高い平滑性及び平坦性を有するガラス基板が得られるものの、プレス時間が長く、生産性に劣るという問題があった。また、プレス時に成形型の加熱が必要であり、高コストの要因となっていた。
【0005】
【特許文献1】
特開平12−319026号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、ダイレクトプレス法の長所を活かし、主表面の平行度、平面度が高いガラスブランクをダイレクトプレス法によって製造する方法を提供することを目的とする。
また、上記方法によって作製されるガラスブランクから情報記録媒体用基板を製造する方法、さらには、この基板を使用して情報記録媒体を製造する方法を提供することを第二の目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は、
溶融ガラスを対向する上型と下型を用いてプレスし、中心穴を有する円盤状の情報記録媒体用基板に加工されることになるガラスブランクを成形するガラスブランクの製造方法において、
前記上型及び下型として、中心型部材と周辺型部材からなる型を用い、かつ
前記プレスにおいて、周辺型部材の成形面の温度分布が均一になる前にプレスを終了するか、又は、
前記プレスにおける保持時間が、2秒以下であることを特徴とするガラスブランクの製造方法
によって達成される。
上記製造方法において、前記中心型部材と周辺型部材との間に隙間が形成されていることが好ましく、また、前記隙間が、上下型成形面中心側から上下型外部へとつながる気流の流路の少なくとも一部を形成していることが好ましい。
更に、上記製造方法において、前記プレス時に、ガラスブランクの主表面を転写成形する中心型部材成形面と周辺型部材成形面の境界が、ガラスブランクの中心穴が開けられることになる領域内に入るように型を設計することが好ましい。
【0008】
更に、本発明の第二の目的は、上記製造方法により作製したガラスブランクを用い、前記ガラスブランクに機械加工を施す情報記録媒体用基板の製造方法、及びこの方法により作製した情報記録媒体用基板に情報記録層を形成する情報記録媒体の製造方法によって達成される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、情報記録媒体用基板の形状に近似する形状を有し、機械加工を含む工程によって前記基板に仕上げられるガラス成形体をガラスブランクという。
情報記録媒体用基板は、一般に外径に比べて肉厚が薄い円盤形状を有している。従って、ガラスブランクもこの形状に近似した形状に成形される。ガラスブランクのような薄板形状のガラスをプレス成形する場合、円盤の底面に相当するガラスブランクの両主表面を極めて高い平行度、平面度になるよう成形することは容易ではない。本発明者は、その理由について考察し、次のような知見を得た。
【0010】
ダイレクトプレス法では、極めて高温の溶融ガラスを下型の成形面に供給(以下、「キャスト」という)したり、溶融ガラスが軟化状態にある間に上下型でプレスするため、キャスト前に下型の温度を、また、プレス前に上型の温度を、ガラスと融着しない温度に調整しておく必要がある。一般に、その温度は、プレス対象のガラスの転移点近辺の温度を目安に調整される。このように温度調整された型は、キャストやプレスの際に高温のガラスと接触することにより、ガラスのもつ熱によって加熱される。逆にガラスの熱量は成形型に接触部分から急速に奪われることになる。このようなガラスから成形型への放熱は、下型成形面の溶融ガラスがキャストされた位置から始まる。そして、プレスが開始されるとともに上型成形面がガラスに接触しはじめるので、上型成形面でも進行することになる。プレスによってガラスが上下型成形面間に形成されるキャビティ内に押し広げられるにつれて、ガラスが上下型成形面の周辺部へと拡大していく。この過程で、最も高温になるのが、下型成形面においては、溶融ガラスがキャストされる位置であり、上型成形面においては、プレス時に最初にガラスに接触する位置、すなわち下型成形面のキャスト位置に対向する部分と考えられる。これによって、プレス成形型成形面のガラスによって急速に加熱された部分で局所的に大きな熱膨張が生じ、型内において応力が発生する。この応力によって成形面に反りが生じる。下型成形面の中央に溶融ガラスをキャストする場合、上下型とも成形面の中央付近が高温になるので、成形面は凸状に反る。このような成形面がガラスに転写されると、成形されるガラスブランクの平行度、平面度が低下してしまう。一方、成形型の温度分布が均一になるまでプレスし続ければ、成形面の反りが生じず、上記の問題を回避することができる。しかし、この場合は、プレスに長時間を要するため、生産性が著しく低下するという問題がある。
そこで、本発明者らは、短時間でプレス成形を行いつつ、このような平行度、平面度の低下を防ぐには、成形面の反りの原因となる熱膨張による応力を緩和すればよいとの知見を得、本発明を完成するに至った。以下、この点について更に詳細に説明する。
【0011】
本発明では、上下型を中心型部材と周辺型部材で構成する。このように、上下型をそれぞれ2つの型部材に分割することにより、プレス時に反りの原因となる熱膨張による型内の応力を緩和することができる。なお、中心型部材と周辺型部材との間には、隙間が形成されていることが好ましい。隙間が形成されていることにより、中心型部材と周辺型部材の熱膨張によって上記隙間が狭まり、その結果、熱膨張による応力を更に緩和することができる。上下型成形面側に面する上記隙間は、中心型部材の全周に沿って設けられていることが望ましい。なお、上下型に上記の隙間を設けることで応力の緩和が完全になされない場合は、上下型成形面をプレス時に平坦になるよう形状補正させておくこともできる。中心型部材、周辺型部材などのプレス成形型の材料は、耐熱性材料であって、加工性に優れる通常のダイレクトプレス法に使用される金属材料などが好適である。更に、本発明において、周辺型部材と中心型部材の材質は、同じでもよく、異なっていてもよい。なお、一般的に、耐熱合金の熱伝導率は低く、この材質を中心型部材に適用すると、供給される熔融ガラスが中心型部材に張り付きやすい。そのため、周辺型部材の耐熱合金を使用する場合は、周辺型部材と中心型部材の材質は、変えることが好ましい。この場合、中心型部材の材質としては、ステンレスや鋳鉄などを使用することができる。
【0012】
本発明において使用される、中心型部材と周辺型部材からなる成形型は、周辺型部材に中心型部材を嵌め込むことにより構成することができる。中心型部材の外径と、周辺型部材の中心穴内径は、型部材のキャスト及びプレス時の熱膨張を考慮して、適宜設定することができる。特に、プレス時に両型部材の境界にガラスを侵入させないためには、室温では、周辺型部材に中心型部材を嵌め込めない寸法としつつ、室温より高く、かつプレス時の型温度よりも低い温度に周辺型部材を加熱した状態で、中心型部材を嵌め込むことが好ましい。
【0013】
中心型部材と周辺型部材との間の境界は、成形面の一部を構成するため、ガラスブランクの主表面に転写され、ガラスブランクの主表面に段差が形成される。また、プレス時において境界に隙間が存在する場合、この隙間にガラスが粘性流動して進入すると、ガラスブランク主表面に段差や突起が形成される。このような段差、突起は、平行度や平面度が高いガラスブランクを得る上で不都合であると考えられる。そこで、本発明では、プレス時に、ガラスブランクの主表面を転写成形する中心型部材成形面と周辺型部材成形面の境界が、ガラスブランクの中心穴が開けられることになる領域内に入るよう、型を設計することが好ましい。即ち、上記境界がガラスブランクの中心穴が開けられることになる領域内に転写されるよう、上下型における中心型部材と周辺型部材の位置関係を設定することが好ましい。これにより、プレスによって上記境界がガラスブランクに転写されても、この部分は中心穴開け加工によって取り除かれるため、情報記録媒体用基板主表面の平坦化などに悪影響を及ぼすことがない。
【0014】
次に、溶融ガラスのキャスト位置について説明する。前述のように下型成形面の温度履歴において、最高温度に晒される位置は、溶融ガラスがキャストされる位置であり、上型成形面の温度履歴において、最高温度に晒される位置は、下型成形面のキャスト位置に対向する位置である。したがって、これらの位置における熱膨張量が最も大きくなると考えられ、キャスト部分が中心型部材の表面に載るように境界を設ければ、より効果的に熱膨張による応力を緩和することができる。本発明において、境界の位置は、ガラスブランクの中心穴が開けられる領域内にあることが好ましく、キャスト位置を下型成形面の中央にすることにより、上記応力の緩和を効果的に行うことができる。さらに、キャスト位置を下型成形面の中央にすることは、プレス時にガラスを上下型成形面間に形成されるキャビティ内に均一に広げる上でも有利である。以上の理由から、下型成形面の中央に溶融ガラスを供給することが好ましい。
【0015】
本発明において、中心型部材と周辺型部材の間に隙間を形成する場合、その隙間は、上下型成形面中心側から上下型外部へとつながる気体の流路の少なくとも一部を形成していることが好ましい。プレス時、型成形面とガラスとの間に雰囲気ガスが逃げ場を失い、閉じ込められることがある。この状態でプレス成形が行われると、閉じ込められたガスの形状に相当する窪みが成形品表面に残ってしまい、成形不良になってしまうことがある。このような現象をガストラップと呼ぶ。本発明では、上記隙間を型成形面中心側から型外部に貫通させておくことにより、上下型成形面とガラスの間のガスを隙間から型外部へ排出することができ、ガストラップによる成形不良を防止することができる。
【0016】
次に、プレス成形型の構造の一例を、具体的に説明する。図1は、プレス成形に使用する上型10、下型20の断面図である。この断面図は上型10の成形面、下型20の成形面のそれぞれに対して垂直かつ、各成形面の中心を含む断面を示している。上型10及び下型20は次のような構造になっている。周辺型部材11、21の中央には、中央型部材12、22を挿入するための円形の中央孔が設けられている。中心孔の奥には、中心型部材を固定するための固定孔が設けられている。上型は、止め輪16及びOリング17を有し、下型は、止め輪25を有する。中心型部材12、22は成形中の温度における隙間を考慮して作られた円柱部と、周辺型部材の固定孔に挿入して固定するための固定部を備えている。周辺型部材11、21の中心孔に中央型部材12、22を挿入して、固定部を固定孔によって固定したとき、成形中の温度において中心型部材12、22の円柱部側面と周辺型部材11、21の中心穴の間に全周にわたって均等な隙間13、23が形成される。この状態で、中心型部材12、22の成形面(円柱部の底面)と周辺型部材の成形面によって、上下型成形面が形成される。中心型部材12、22の成形面と周辺型部材11、21の成形面を同一平面上に配置することが好ましいが、プレス成形性、隙間13、23へのガラスの進入低減を考慮して中心型部材12、22の成形面を周辺型部材11、21の成形面よりも僅かに出っ張らせたり、引っ込ませるようにしてもよい。周辺型部材11、21の側面には、中心孔へと貫通するガス抜き穴14、24が設けられており、上記隙間13、23とガス抜き穴14、24を介して上下型成形面とガラスの間のガスは上下型外部へと排出される構造になっている。つまり、この場合、隙間13、23は上下型成形面中心側から上下型外部へとつながる気体の流路の一部を形成することになる。また、隙間13、23が上下型成形面中心側から上下型外部へとつながる気体の流路の全部を形成するようにしてもよい。なお、周辺型部材11、21の中心孔内径は、ガラスブランクの中心穴が開けられることになる領域の直径(中心穴の直径)以下とし、好ましくは中心穴の直径の75〜90%とすればよい。一方、中心型部材12、22の円柱部外径は、周辺型部材11、21の中心穴内径の99.8〜100.2%とすることが隙間間隔を適正にする上から好ましい。
【0017】
前記隙間13、23近傍の周辺型部材成形面の表面粗さを周辺型部材11、21の成形面の他の部分よりも大きくして隙間13、23へのガラスの進入を低減あるいは防止すること、及び上下型成形面とガラスとの間のガスを隙間13、23から型外部へ排出することを促進することもできる。表面粗さを大きくする方法としては、周辺型部材11、21の成形面を旋盤加工などにより平滑に形成し、中心孔近傍のみをサンドブラスト加工する方法を例示できる。サンドブラスト加工を施す部分も含めてガラスブランクの中心穴が開けられる領域内に入れれば、サンドブラスト加工された成形面が転写された部分は中心穴開け加工によって取り除かれることになる。またサンドブラスト加工された成形面が中心穴開け加工される領域の外側に広がっていても、この部分の表面荒れが主表面の平坦、平滑化加工の取り代内に収めれば、サンドブラスト加工による基板表面の平滑性への悪影響を避けることもできる。なお、上型10及び下型20は、冷却手段を設けて冷却しながら用いてもよい。
【0018】
上型10の周辺型部材11の成形面外周には全周にわたりプレス型締め時に下型20に当接する側壁部15が設けられている。周辺型部材11の成形面を基準にした側壁部15の高さは全周にわたり均等であり、この高さによってガラスブランクの肉厚が規制され、プレス型締め時に下型成形面に対して上型10の中心型部材12の成形面および周辺型部材12の成形面が平行になる。
なお、ガラスが側壁部15に接触すると、その部分が急冷され、加圧方向から見た時のキャビティ内のガラスの面内温度分布が大きくなり、ガラスブランクにうねり状の変形が発生しやすくなる。また、側壁部15によってガラスの進行が妨げられると、中心型部材12、22と周辺型部材11、21の間の隙間13、23にガラスが進入しやすくなる。側壁部15の内径をガラスブランクの外径よりも大きくすれば、隙間13、23へのガラスの進入を低減あるいは防止することができる。従って、側壁部15の内径は、プレス成形しようとするガラスブランクの外径よりも大きくすることが好ましい。このようにすることにより、プレスされたガラスは側壁部15に達することがない。
【0019】
本発明では、成形型によるプレスを、周辺型部材の成形面の温度分布が均一になる前に終了する。このように短時間のプレス成形により生産性を向上させつつ、上記の成形型を用いることにより、平坦性および平滑性に優れたガラスブランクを得ることができる。周辺型部材の成形面の温度分布は、接触式温度計、熱電対、赤外線放射温度計等によって測定することができる。
【0020】
本発明において、具体的には、プレスにおける保持時間(プレス保持時間)は、2秒以下とする。好ましくは1秒以下である。ここで、プレス保持時間とは、上下型によるガラスの加圧が開始されてから、成形が終わって上型からガラス成形品が離れるまでの時間をいう。プレス保持時間が2秒を超えると、ガラスの温度が低下して流動性が低下するため、所望の外径までガラスが伸びず、得られるガラスブランクは、肉厚で、かつ径が小さいものになってしまう。また、ガラスが十分伸びるための時間を与える上から、プレス保持時間を0.3秒以上とすることが好ましい。プレス保持時間は、プレス成形装置の制御信号をもとに求めてもよいし、プレス成形型の動きをビデオカメラ、又は高速度ビデオカメラで撮影し、再生画像から求めてもよい。
【0021】
なお、ガラスゴブがプレスによって板状の成形品に成形されるまでの時間をプレス時間とすると、所望の肉厚および形状を有する成形品を得るためには、プレス時間を0.5秒以下とすることが好ましく、0.1秒以下とすることがより好ましい。プレス時間の下限は、プレス装置の性能によって決まるが、より短時間でプレスすることにより、肉厚の良好な形状の成形品を得ることができる。
【0022】
本発明において上記のごとく短時間でプレス成形を行うためには、ガラス粘度は200〜1000dPa・Sであることが好ましく、また、プレス圧力は10〜100kg/cmであることが好ましい。
【0023】
本発明では、上記のように極めて短時間でプレス成形を行うため、ガラスのキャストからテイクアウトまでの間、ヒーター等によって成形型を加熱する必要がない。よって、ガラスのキャストからテイクアウトまでの間、ガラスの温度は単調に低下する。本発明によれば、成形型の加熱などの工程を必要とせずに、極めて短時間でプレス成形を行いつつ、平坦性および平滑性に優れたガラスブランクを得ることができる。
【0024】
次に、周辺型部材と中心型部材との間に隙間を有するプレス成形型で肉厚の薄いガラスブランクをプレス成形する際、どのようにしてガストラップが解消されるかを上型側にガストラップした場合を想定して図2(a)〜(d)を参照しながら説明する。キャストによって、溶融ガラスは下型成形面の中央に供給される。これを肉薄のガラスブランクに成形するためには、短時間で上下型でプレスしてガラスを薄く押し広げなければならない。このような短時間のプレスでのガラスの広がり方の模式図を図2(a)〜(d)に示す。ガラスの過渡的な肉厚は、図2(b)及び(c)のように中心部が最も厚く、次いで周囲に広がろうとする先端部(外周部)が厚く、中心部と先端部の間の肉厚が薄くなる。このまま、上型と下型の間隔を狭めていくと、中心部と先端部の間の上型側にガストラップが発生してしまうが、本形態の型構造によれば、中心部と先端部の中間の肉薄部分と上型成形面の間にあるガスは、上型の隙間からガス抜き穴を通り、型外部へと排出されるので、ガストラップを防止することができる。
また、下型側にガストラップした場合も、図2(e)〜(h)に模式図を示すように、ガストラップを防止しつつプレス成形を行うことができる。
【0025】
プレス終了とともに、上型をガラスブランクから離型し、ガラスブランクの表面温度が屈伏点以下、好ましくは転移点以下に低下するまで下型成形面上で冷却する。この温度になるまで下型成形面上で冷却すれば、型からの取り出し時にガラスが変形することがなく好ましい。冷却時に、ガラスブランクの上面にガラスよりも温度の低い部材を接触、あるいは前記上面をこの部材で押圧して冷却を促進させるとともに、ガラスブランクの反りを修正させてもよい。ガラスブランクが上記のように冷却された後、下型から取り出し、アニールを行う。
【0026】
アニールされた後、室温まで冷却されたガラスブランクの平行度は10〜30μm、平面度は20〜50μmの範囲であることが好ましい。一方、上型を一つの部材で構成し、同様にプレス成形を行った後、アニールし、室温まで冷却されたガラスブランクの平行度、平面度を測定したところ、平行度は10〜30μm、平面度は70〜100μmであった。
【0027】
次に、本発明が好適であるガラスブランクの寸法を例示しておく。
▲1▼外径φが27.4〜30mmの場合(直径1インチの情報記録媒体基板用)
周辺型部材によってプレスされた部分の厚みが0.8mm以下、好ましくは0.44〜0.8mm。
中心型部材によってプレスされた部分の厚みが0.8〜1.0mm。
両主表面の平坦、平滑化加工における取り代が0.05〜0.4mm。
中心型部材によってプレスされた部分の直径が4〜6mm。
平行度が5〜10μm。
平面度が10〜20μm。
基板の外径は27.4mm、厚みは0.381mm、中心穴内径は7.0mm。
▲2▼外径φが65〜68mmの場合(直径2.5インチの情報記録媒体基板用)
周辺型部材によってプレスされた部分の厚みが1.0mm以下、好ましくは0.7〜1.0mm。
中心型部材によってプレスされた部分の厚みが1.1〜1.5mm。
両主表面の平坦、平滑化加工における取り代が0.05〜0.4mm。
中心型部材によってプレスされた部分の直径が16〜19mm。
平行度が10〜20μm。
平面度が20〜40μm。
基板の外径は65.0mm、厚みは0.635mm、中心穴内径は20.0mm。
▲3▼外径φが95〜98mmの場合(直径3.5インチの情報記録媒体基板用)
周辺型部材によってプレスされた部分の厚みが1.4mm以下、好ましくは1.05〜1.4mm。
中心型部材によってプレスされた部分の厚みが1.5〜2.1mm。
両主表面の平坦、平滑化加工における取り代が0.05〜0.4mm。
中心型部材によってプレスされた部分の直径が21〜24mm。
平行度が10〜30μm。
平面度が20〜50μm。
基板の外径は95.0mm、厚みは1.0mm、中心穴内径は25.0mm。
【0028】
本発明に使用するガラスとしては、情報記録媒体用基板のガラス材料として、又は熱処理による結晶化によって結晶化ガラス基板が得られるガラス材料として、それぞれ公知のガラス材料であって、プレス成形可能なものを用いることができる。このようなガラス材料としては、アルカリ金属酸化物含有のアルミノシリケートガラス、さらに上記ガラスにアルカリ土類金属酸化物や酸化チタンを導入したガラス、希土類酸化物含有ガラスなどを例示することができる。
【0029】
アニールされた後、室温まで冷却されたガラスブランクには、例えば、中心穴開け加工、内外径を仕上げる加工(面取り加工を含む)、両主表面の平坦、平滑化加工(ラッピング加工、粗研磨加工、仕上げ研磨加工)を施すことができる。上記ラッピング加工は番手#400の研削砥粒によるラッピング加工、番手#1000の研削砥粒によるラッピング加工を通常行うが、プレス成形型の反りを上記のようにして低減するなどして、ラッピング加工時の取り代を削減すれば、番手#1000の研削砥粒によるラッピング加工のみで十分な平坦性、平滑性が得られ、従来必要とされていた番手#400の研磨剤によるラッピング加工を省略することもできる。
なお、本発明において、中心穴開け加工後に両主表面の平坦、平滑化加工を行えば、上下型成形面の隙間が転写された部分の平坦、平滑化加工を不要とすることができる。
【0030】
本発明において、結晶化ガラス基板を得る際には、結晶化の熱処理工程を両主表面の平坦、平滑化加工前に行うことが望ましい。結晶化しない場合は、イオン交換法などによりガラスに化学強化を施して基板としてもよい。上記各工程の間には適宜、洗浄工程を設けてもよい。
このように、本発明によれば、ダイレクトプレス法の長所を活かしつつ、主表面の平行度、平面度が高いガラスブランクをダイレクトプレス法によって製造することができる。
また、本発明によりガラスブランクの主表面の平行度、平面度を向上させることによって、機械加工による主表面の平坦化加工への負担を軽減することができ、磁気記録媒体用基板、光磁気記録媒体用基板、光記録媒体用基板などの情報記録媒体用基板、さらには、この基板を使用した各種情報記録媒体を、高い生産性のもとに製造することが可能になる。
上記記録方式に応じて、磁気記録層、光磁気記録層、光記録層などを基板主表面上に設けることにより磁気記録媒体、光磁気記録媒体、光記録媒体などの情報記録媒体を製造することができる。
【0031】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。
(実施例1)
まず、いずれもダクタイル鋳鉄製の中央型部材、周辺型部材を図1のような構造に組み立ててプレス成形型とする。なお、下型成形面および上型成形面の外径はφ90mm、周辺型部材の中心孔内径は16.0mm +0.01、中心型部材の円柱部の直径は16.0mm+0.02 +0.01として(ここで、上付文字および下付文字は加工公差である)、室温では周辺型部材の中心貫通孔に中心型部材を嵌め込めない構成とし、周辺型部材を150℃に加熱した状態で中心型部材を嵌め込んだ。この中央型部材と周辺型部材の間にはプレス成形時に全周にわたり0.01mm程度の隙間が発生した。また、下型側の中心型部材の成形面は周辺型部材の成形面から深さ0.4mmの位置になるよう配置、固定した。また、上型側の中心型部材の成形面は周辺型部材の成形面から0.2mm出っ張るよう配置し、固定した。
次に、アルカリ金属酸化物を含むアルミノ珪酸塩ガラスの溶融ガラスを溶解、清澄、均質化し、これを一定速度で白金合金製のフィーダーから流下させ、その溶融ガラス流を切断刃で切断して所定重量の溶融ガラスゴブを下型成形面の中央にキャストした。キャスト時のガラスゴブの寸法は、Φ25mm、中心部の高さは8mmであった。また、キャストされるガラスの転移点は485℃、キャスト時のガラスの粘度および下型成形面の温度を400ポアズおよび500℃とした。
【0032】
キャストされたガラスは下型とともに、上型が上方で待機するプレス位置へ移送され、この位置で下型および上型によってプレスされる。プレス保持時間は0.5〜0.8秒、プレス時間は0.01秒程度とした。ここで、接触式温度計で、周辺型部材の温度分布が均一でないことを確認した。なお、熱電対、赤外線放射温度計等でも、周辺型部材の温度分布を測定することができる。次いで、上型を上方へ退避して成形されたガラスブランクの上面から離し、下型成形面上にてガラスブランクの温度がガラス転移温度付近まで下がるのを待つ。ガラスブランクの温度がガラス転移温度付近まで下がってから、下型上のガラスブランクを大気中へ取り出す。ダイレクトプレス成形は大気中で行われるが、ガラスブランクは高温の下型に接している間は急冷されないが、その下型からテイクアウトされた瞬間にガラス転移温度付近から全面が室温雰囲気に晒されることになり、急冷される。なお、キャストからテイクアウトまでガラスの温度は単調に低下する。ガラスブランクをレア炉でアニールを施した後に、室温まで冷却してから平行度、平面度を測定した。
得られたガラスブランクの外径は66mm、肉厚は0.9mm、平行度は15μm、平面度は30μmと良好な結果であった。また、ガストラップによる形状悪化も見られなかった。
【0033】
このようにして作製したガラスブランクに中心穴を開ける加工、内外径加工、両主表面へのラッピング加工、粗研磨加工、精密研磨加工を施し、磁気記録媒体用ガラス基板を得た。これらの工程中、適宜、洗浄工程を入れることもできる。得られたガラス基板には必要に応じて、アルカリ金属溶融塩に浸漬してイオン交換による化学強化を施してもよい。
【0034】
(実施例2)
加熱処理によって結晶化ガラスが得られる成分、例えば、SiO、Al、TiO、NaO、MgO、CaO、Yなどの各成分を含む溶融ガラスをダイレクトプレス成形し、実施例1と同様にしてガラスブランクを作り、このガラスブランクに結晶化のための熱処理工程、研削、研磨工程を適宜施して、結晶化ガラスよりなる中央穴付きディスク状基板を得ることができた。
このようにして得られた各基板は磁気記録媒体用基板としてだけではなく、光磁気記録媒体用基板、光ディスクなどの情報記録媒体用基板としても好適である。
【0035】
(比較例1)
上型を一体の部材で構成した以外は、上記実施例と同様のプレス成形を行い、アニールを施して室温にまで冷却し、平行度、平面度を測定した。得られた平行度は60μm、平面度は80μmと実施例に比べ、低い値であった。このガラスブランクに機械加工を施して情報記録媒体用基板を作製したところ、平坦化に要した労力は約150%と上記実施例に比べ、大きなものであった。
【0036】
(比較例2)
プレス時間を4秒とした以外は、上記実施例と同様のプレス成形を行った。成形品の外径は66mmに達せず、肉厚も厚く、このプレス成形はガラスの伸び不良と判定された。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、ダイレクトプレス法の長所を活かしつつ、主表面の平行度、平面度が高いガラスブランクをダイレクトプレス法によって製造することができる。
また、ガラスブランクの主表面の平行度、平面度を向上させることにより、機械加工による主表面の平坦化加工への負担を軽減することができ、磁気記録媒体用基板、光磁気記録媒体用基板、光記録媒体用基板などの情報記録媒体用基板、さらには、この基板を使用した各種情報記録媒体を高い生産性のもとに製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】プレス成形に使用する上型及び下型の断面図である。
【図2】短時間のプレスでのガラス伸延図である。
【符号の説明】
10…上型
11…上型周辺型部材
12…上型中心型部材
13…上型隙間
14…上型ガス抜き穴
15…側壁部
16…上型止め輪
17…Oリング
20…下型
21…下型周辺型部材
22…下型中心型部材
23…下型隙間
24…下型ガス抜き穴
25…下型止め輪
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a method for producing a thin glass blank to be processed into a substrate for an information recording medium by press-molding molten glass, and a substrate for an information recording medium by subjecting the glass blank to machining. And a method for producing an information recording medium by forming an information recording layer on the information recording medium substrate.
[0002]
[Prior art]
Glass or crystallized glass obtained by heat-treating glass is used for a substrate of an information recording medium such as a hard disk incorporated in a personal computer. As a method of manufacturing a substrate for an information recording medium from such a glass material, a molten glass is pressed with a press molding die to produce an intermediate molded body made of glass having a shape similar to that of the substrate, and the intermediate molded body is machined. There is known a method of applying the composition to a substrate. The method of press-molding the molten glass to form an intermediate molded body (hereinafter also referred to as “glass blank”) is called a direct press method.
[0003]
An advantage of the direct press method is that a glass blank having a shape and dimensions close to the substrate, such as the overall shape, outer diameter, wall thickness, parallelism of both opposing surfaces (both main surfaces), and flatness, can be obtained. Conversely, if the above advantages are lost, the value of this method will be reduced. The direct press method has a difficulty in that an extremely high-temperature material called molten glass must be formed while satisfying such requirements.
[0004]
On the other hand, there is known a method of manufacturing a glass substrate by incorporating the features of the direct press method and the features of the reheat press method (see Patent Document 1). However, this method has a problem that although a glass substrate having high smoothness and flatness can be obtained, the press time is long and productivity is poor. In addition, it is necessary to heat the mold at the time of pressing, which has been a factor of high cost.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-12-319026
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a glass blank having a high parallelism and a high flatness of a main surface by a direct press method, utilizing the advantages of the direct press method.
It is a second object of the present invention to provide a method of manufacturing an information recording medium substrate from a glass blank manufactured by the above method, and a method of manufacturing an information recording medium using the substrate.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is to
Pressing the molten glass using the upper mold and the lower mold facing each other, in a glass blank manufacturing method for forming a glass blank to be processed into a disc-shaped information recording medium substrate having a center hole,
As the upper mold and the lower mold, a mold including a center mold member and a peripheral mold member is used, and
In the press, the press is terminated before the temperature distribution on the molding surface of the peripheral mold member becomes uniform, or
A method for producing a glass blank, wherein the holding time in the press is 2 seconds or less.
Achieved by
In the above-described manufacturing method, it is preferable that a gap is formed between the center mold member and the peripheral mold member, and the gap is a flow path of an airflow from the center of the upper and lower mold forming surfaces to the outside of the upper and lower molds. It is preferable that at least a part of is formed.
Further, in the above manufacturing method, at the time of the pressing, the boundary between the central mold member molding surface for transferring and molding the main surface of the glass blank and the peripheral mold member molding surface falls within a region where the center hole of the glass blank is to be opened. It is preferable to design the mold in such a manner.
[0008]
Further, a second object of the present invention is to provide a method for manufacturing a substrate for an information recording medium, wherein a glass blank manufactured by the above manufacturing method is used, and the glass blank is machined, and a substrate for an information recording medium manufactured by this method is provided. This is achieved by a method for manufacturing an information recording medium in which an information recording layer is formed.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a glass molded body having a shape similar to the shape of the information recording medium substrate and finished on the substrate by a step including machining is referred to as a glass blank.
The information recording medium substrate generally has a disk shape with a smaller thickness than the outer diameter. Therefore, the glass blank is formed into a shape similar to this shape. When press-molding a thin glass plate such as a glass blank, it is not easy to form both main surfaces of the glass blank corresponding to the bottom surface of the disk so as to have extremely high parallelism and flatness. The present inventor considered the reason and obtained the following knowledge.
[0010]
In the direct press method, extremely high-temperature molten glass is supplied to the molding surface of the lower mold (hereinafter referred to as "casting"), or the molten glass is pressed by the upper and lower molds while it is in a softened state. And the temperature of the upper mold before pressing must be adjusted to a temperature that does not cause fusion with the glass. Generally, the temperature is adjusted based on the temperature near the transition point of the glass to be pressed. The mold whose temperature has been adjusted in this way is heated by the heat of the glass when it comes into contact with high-temperature glass during casting or pressing. Conversely, the calorific value of the glass is quickly taken away from the contact area with the mold. Such heat radiation from the glass to the mold starts from the position where the molten glass is cast on the lower mold forming surface. Then, when the press is started, the upper mold forming surface starts to contact the glass, so that the upper mold forming surface also advances. As the glass is pushed by the press into the cavity formed between the upper and lower molding surfaces, the glass expands to the periphery of the upper and lower molding surfaces. In this process, the highest temperature is the position where the molten glass is cast on the lower mold forming surface, and the position where the upper mold forming surface comes into contact with the glass first at the time of pressing, that is, the lower mold forming surface It is considered to be a part facing the cast position of. As a result, large thermal expansion occurs locally in the portion of the press molding surface that is rapidly heated by the glass, and stress is generated in the mold. This stress causes the molding surface to warp. When casting the molten glass at the center of the lower mold forming surface, the temperature near the center of the forming surface of both the upper and lower molds becomes high, so the forming surface warps in a convex shape. When such a molding surface is transferred to glass, the parallelism and flatness of the molded glass blank are reduced. On the other hand, if the pressing is continued until the temperature distribution of the forming die becomes uniform, the warping of the forming surface does not occur, and the above problem can be avoided. However, in this case, since a long time is required for pressing, there is a problem that productivity is significantly reduced.
Therefore, the present inventors, while performing press molding in a short time, to prevent such a decrease in parallelism and flatness, it suffices to relax the stress due to thermal expansion that causes warpage of the molding surface. And completed the present invention. Hereinafter, this point will be described in more detail.
[0011]
In the present invention, the upper and lower molds are constituted by the center mold member and the peripheral mold member. By dividing the upper and lower molds into two mold members as described above, stress in the mold due to thermal expansion that causes warpage during pressing can be reduced. Preferably, a gap is formed between the center mold member and the peripheral mold member. Since the gap is formed, the gap is narrowed by thermal expansion of the center mold member and the peripheral mold member, and as a result, stress due to thermal expansion can be further reduced. The gap facing the upper and lower mold forming surfaces is preferably provided along the entire periphery of the center mold member. In the case where stress is not completely relieved by providing the above gaps in the upper and lower dies, the shape of the upper and lower dies can be corrected so as to be flat at the time of pressing. The material of the press mold such as the center mold member and the peripheral mold member is a heat-resistant material, and is preferably a metal material or the like which is excellent in workability and is used in a normal direct press method. Further, in the present invention, the materials of the peripheral mold member and the central mold member may be the same or different. In general, the heat conductivity of the heat-resistant alloy is low, and when this material is applied to the center mold member, the supplied molten glass tends to stick to the center mold member. Therefore, when using a heat-resistant alloy for the peripheral mold member, it is preferable to change the material of the peripheral mold member and the center mold member. In this case, as the material of the center mold member, stainless steel, cast iron, or the like can be used.
[0012]
The molding die composed of the central mold member and the peripheral mold member used in the present invention can be constituted by fitting the central mold member into the peripheral mold member. The outer diameter of the center mold member and the inner diameter of the center hole of the peripheral mold member can be appropriately set in consideration of the thermal expansion during casting and pressing of the mold member. In particular, in order to prevent glass from entering the boundary between the two mold members at the time of pressing, at room temperature, the temperature is set higher than room temperature and lower than the mold temperature at the time of pressing, while ensuring that the center mold member cannot be fitted into the peripheral mold member. It is preferable to fit the central mold member while the peripheral mold member is heated.
[0013]
The boundary between the central mold member and the peripheral mold member is transferred to the main surface of the glass blank to form a part of the molding surface, and a step is formed on the main surface of the glass blank. Further, when a gap is present at the boundary at the time of pressing, when glass enters the gap by viscous flow, steps and projections are formed on the main surface of the glass blank. Such steps and projections are considered to be inconvenient in obtaining a glass blank having high parallelism and flatness. Therefore, in the present invention, at the time of pressing, the boundary between the central mold member molding surface and the peripheral mold member molding surface for transferring and molding the main surface of the glass blank, so as to enter the region where the center hole of the glass blank is to be opened. It is preferable to design the mold. That is, it is preferable to set the positional relationship between the center mold member and the peripheral mold members in the upper and lower molds so that the boundary is transferred to an area where the center hole of the glass blank is to be formed. As a result, even if the boundary is transferred to the glass blank by pressing, this portion is removed by the center boring process, so that the flattening of the main surface of the information recording medium substrate is not adversely affected.
[0014]
Next, the casting position of the molten glass will be described. As described above, in the temperature history of the lower mold surface, the position exposed to the highest temperature is the position where the molten glass is cast, and in the temperature history of the upper mold surface, the position exposed to the highest temperature is the lower mold This is the position facing the casting position on the molding surface. Therefore, it is considered that the amount of thermal expansion at these positions is the largest. If a boundary is provided so that the cast portion is placed on the surface of the center mold member, the stress due to thermal expansion can be more effectively reduced. In the present invention, the position of the boundary is preferably in a region where the center hole of the glass blank is opened, and by setting the casting position to the center of the lower mold forming surface, the stress can be effectively alleviated. it can. Further, setting the casting position at the center of the lower mold forming surface is advantageous in uniformly spreading the glass into the cavity formed between the upper and lower mold forming surfaces during pressing. For the above reasons, it is preferable to supply the molten glass to the center of the lower mold forming surface.
[0015]
In the present invention, when a gap is formed between the center mold member and the peripheral mold member, the gap forms at least a part of a gas flow path leading from the center of the upper and lower mold forming surfaces to the outside of the upper and lower molds. Is preferred. At the time of pressing, the atmospheric gas loses an escape space between the molding surface and the glass and may be trapped. If press molding is performed in this state, a dent corresponding to the shape of the trapped gas may remain on the surface of the molded product, resulting in defective molding. Such a phenomenon is called a gas trap. In the present invention, the gas between the upper and lower mold forming surfaces and the glass can be discharged from the gap to the outside of the mold by penetrating the gap from the center of the mold forming surface to the outside of the mold. Can be prevented.
[0016]
Next, an example of the structure of the press mold will be specifically described. FIG. 1 is a sectional view of an upper mold 10 and a lower mold 20 used for press molding. This cross-sectional view shows a cross section perpendicular to each of the molding surface of the upper mold 10 and the molding surface of the lower mold 20 and including the center of each molding surface. The upper mold 10 and the lower mold 20 have the following structures. At the center of the peripheral mold members 11, 21, a circular central hole for inserting the central mold members 12, 22 is provided. A fixing hole for fixing the center mold member is provided at the back of the center hole. The upper die has a retaining ring 16 and an O-ring 17, and the lower die has a retaining ring 25. The center mold members 12 and 22 include a columnar portion formed in consideration of a gap at a temperature during molding, and a fixing portion to be inserted and fixed in a fixing hole of the peripheral mold member. When the central mold members 12 and 22 are inserted into the central holes of the peripheral mold members 11 and 21 and the fixing portion is fixed by the fixing holes, the side surfaces of the columnar portions of the central mold members 12 and 22 and the peripheral mold members at the temperature during molding. Uniform gaps 13 and 23 are formed between the center holes 11 and 21 over the entire circumference. In this state, the upper and lower mold forming surfaces are formed by the molding surfaces of the center mold members 12 and 22 (the bottom surfaces of the cylindrical portions) and the molding surfaces of the peripheral mold members. It is preferable to arrange the molding surfaces of the center mold members 12 and 22 and the molding surfaces of the peripheral mold members 11 and 21 on the same plane, but the center is taken into consideration in view of press moldability and reduction of glass intrusion into the gaps 13 and 23. The molding surfaces of the mold members 12, 22 may be slightly protruded or retracted from the molding surfaces of the peripheral mold members 11, 21. Gas vent holes 14 and 24 penetrating into the center hole are provided on the side surfaces of the peripheral mold members 11 and 21, and the upper and lower mold forming surfaces and the glass are interposed through the gaps 13 and 23 and the gas vent holes 14 and 24. The gas between them is discharged to the outside of the upper and lower molds. In other words, in this case, the gaps 13 and 23 form a part of a gas flow path from the center of the upper and lower mold forming surfaces to the outside of the upper and lower molds. In addition, the gaps 13 and 23 may form the entire gas flow path from the center of the upper and lower mold forming surfaces to the outside of the upper and lower molds. The inner diameter of the center holes of the peripheral mold members 11 and 21 is equal to or less than the diameter of the area where the center hole of the glass blank is to be opened (diameter of the center hole), and is preferably 75 to 90% of the diameter of the center hole. Just fine. On the other hand, the outer diameter of the cylindrical portion of each of the center mold members 12 and 22 is preferably 99.8 to 100.2% of the inner diameter of the center hole of each of the peripheral mold members 11 and 21 from the viewpoint of making the gap interval appropriate.
[0017]
The surface roughness of the peripheral mold member forming surface in the vicinity of the gaps 13 and 23 is made larger than other portions of the molding surface of the peripheral mold members 11 and 21 to reduce or prevent glass from entering the gaps 13 and 23. It is also possible to promote the discharge of the gas between the upper and lower mold forming surfaces and the glass from the gaps 13 and 23 to the outside of the mold. Examples of a method for increasing the surface roughness include a method in which the molding surfaces of the peripheral mold members 11 and 21 are formed smoothly by lathing or the like, and only the vicinity of the center hole is sandblasted. When the center of the glass blank including the part to be sandblasted is put in the area where the center hole is formed, the part to which the sandblasted molding surface is transferred is removed by the center hole forming. Even if the sandblasted molding surface extends outside the area where the center hole is drilled, if the surface roughness of this part falls within the allowance for flattening and smoothing of the main surface, the substrate by sandblasting An adverse effect on the surface smoothness can also be avoided. Note that the upper mold 10 and the lower mold 20 may be used while being cooled by providing a cooling means.
[0018]
On the outer periphery of the molding surface of the peripheral mold member 11 of the upper mold 10, a side wall portion 15 that comes into contact with the lower mold 20 when the press mold is clamped is provided over the entire periphery. The height of the side wall portion 15 with respect to the molding surface of the peripheral mold member 11 is uniform over the entire circumference, and the thickness of the glass blank is regulated by this height. The molding surface of the central mold member 12 of the mold 10 and the molding surface of the peripheral mold member 12 become parallel.
When the glass comes into contact with the side wall portion 15, the portion is rapidly cooled, the in-plane temperature distribution of the glass in the cavity when viewed from the pressing direction becomes large, and undulation-like deformation is easily generated in the glass blank. . Further, when the progress of the glass is hindered by the side wall portion 15, the glass easily enters the gaps 13 and 23 between the central mold members 12 and 22 and the peripheral mold members 11 and 21. If the inner diameter of the side wall 15 is made larger than the outer diameter of the glass blank, it is possible to reduce or prevent the glass from entering the gaps 13 and 23. Therefore, it is preferable that the inner diameter of the side wall portion 15 is larger than the outer diameter of the glass blank to be press-formed. By doing so, the pressed glass does not reach the side wall 15.
[0019]
In the present invention, the pressing by the forming die is completed before the temperature distribution on the forming surface of the peripheral die member becomes uniform. By using the above-described mold while improving productivity by short-time press molding, a glass blank excellent in flatness and smoothness can be obtained. The temperature distribution on the molding surface of the peripheral mold member can be measured by a contact thermometer, a thermocouple, an infrared radiation thermometer, or the like.
[0020]
In the present invention, specifically, the holding time in the press (press holding time) is set to 2 seconds or less. Preferably it is 1 second or less. Here, the press holding time refers to the time from when the pressurization of the glass by the upper and lower molds is started to when the glass molded article is separated from the upper mold after the molding is completed. If the press holding time exceeds 2 seconds, the temperature of the glass decreases and the fluidity decreases, so that the glass does not stretch to the desired outer diameter, and the obtained glass blank is thick and has a small diameter. turn into. In addition, the press holding time is preferably set to 0.3 seconds or more in order to allow time for the glass to sufficiently elongate. The press holding time may be obtained based on a control signal of the press forming apparatus, or the movement of the press forming die may be photographed by a video camera or a high-speed video camera, and may be obtained from a reproduced image.
[0021]
In addition, assuming that the time until the glass gob is formed into a plate-shaped molded product by pressing is the press time, the press time is 0.5 second or less in order to obtain a molded product having a desired thickness and shape. It is more preferable to set it to 0.1 second or less. The lower limit of the pressing time is determined by the performance of the pressing device, but by pressing in a shorter time, a molded product having a good wall thickness can be obtained.
[0022]
In order to perform press molding in a short time as described above in the present invention, the glass viscosity is preferably 200 to 1000 dPa · S, and the press pressure is 10 to 100 kg / cm.2It is preferable that
[0023]
In the present invention, since the press molding is performed in a very short time as described above, it is not necessary to heat the molding die with a heater or the like during the period from casting of the glass to takeout. Therefore, the temperature of the glass decreases monotonously from the casting of the glass to the takeout. According to the present invention, it is possible to obtain a glass blank excellent in flatness and smoothness while performing press molding in an extremely short time without requiring a step such as heating of a mold.
[0024]
Next, when press-molding a thin glass blank with a press mold having a gap between the peripheral mold member and the center mold member, the upper mold side is asked how to eliminate the gas trap. A description will be given with reference to FIGS. By casting, the molten glass is supplied to the center of the lower mold forming surface. In order to form this into a thin glass blank, it is necessary to press the upper and lower dies in a short time to spread the glass thinly. FIGS. 2A to 2D are schematic diagrams showing how the glass spreads in such a short press. As shown in FIGS. 2B and 2C, the transitional wall thickness of the glass is the thickest at the center, then the tip (peripheral portion) that is going to spread around is thick, and the gap between the center and the tip is large. Becomes thinner. If the distance between the upper mold and the lower mold is reduced as it is, a gas trap is generated on the upper mold side between the center part and the tip part. However, according to the mold structure of this embodiment, the center part and the tip part are formed. The gas between the thin portion in the middle and the molding surface of the upper die passes through the gas vent hole from the gap in the upper die and is discharged to the outside of the die, so that a gas trap can be prevented.
Also, when a gas trap is provided on the lower mold side, press molding can be performed while preventing the gas trap, as shown in the schematic views of FIGS.
[0025]
Upon completion of the pressing, the upper mold is released from the glass blank, and cooled on the lower mold forming surface until the surface temperature of the glass blank falls below the yield point, preferably below the transition point. Cooling on the lower mold forming surface to this temperature is preferable because the glass is not deformed when removed from the mold. At the time of cooling, a member having a lower temperature than glass may be brought into contact with the upper surface of the glass blank, or the upper surface may be pressed by this member to promote cooling and correct the warpage of the glass blank. After the glass blank is cooled as described above, it is removed from the lower mold and annealed.
[0026]
After annealing, the glass blank cooled to room temperature preferably has a parallelism of 10 to 30 μm and a flatness of 20 to 50 μm. On the other hand, the upper mold was composed of one member, and after performing press molding in the same manner, the parallelism and flatness of the annealed glass blank cooled to room temperature were measured. The degree was 70-100 μm.
[0027]
Next, the dimensions of the glass blank to which the present invention is suitable will be exemplified.
▲ 1 ▼ Outer diameter φ0Is 27.4 to 30 mm (for 1 inch diameter information recording medium substrates)
The thickness of the portion pressed by the peripheral mold member is 0.8 mm or less, preferably 0.44 to 0.8 mm.
The thickness of the part pressed by the center mold member is 0.8 to 1.0 mm.
The allowance for flattening and smoothing of both main surfaces is 0.05 to 0.4 mm.
The diameter of the part pressed by the center mold member is 4 to 6 mm.
Parallelism is 5 to 10 μm.
Flatness is 10 to 20 μm.
The outer diameter of the substrate is 27.4 mm, the thickness is 0.381 mm, and the inner diameter of the center hole is 7.0 mm.
(2) Outer diameter φ0Is 65-68 mm (for 2.5 inch diameter information recording medium substrate)
The thickness of the part pressed by the peripheral mold member is 1.0 mm or less, preferably 0.7 to 1.0 mm.
The thickness of the part pressed by the center mold member is 1.1 to 1.5 mm.
The allowance for flattening and smoothing of both main surfaces is 0.05 to 0.4 mm.
The diameter of the part pressed by the central mold member is 16 to 19 mm.
Parallelism is 10 to 20 μm.
Flatness is 20 to 40 μm.
The outer diameter of the substrate is 65.0 mm, the thickness is 0.635 mm, and the inner diameter of the center hole is 20.0 mm.
(3) Outer diameter φ0Is 95 to 98 mm (for 3.5 inch diameter information recording medium substrate)
The thickness of the part pressed by the peripheral mold member is 1.4 mm or less, preferably 1.05 to 1.4 mm.
The thickness of the portion pressed by the center mold member is 1.5 to 2.1 mm.
The allowance for flattening and smoothing of both main surfaces is 0.05 to 0.4 mm.
The diameter of the part pressed by the center mold member is 21 to 24 mm.
Parallelism is 10 to 30 μm.
Flatness is 20 to 50 μm.
The outer diameter of the substrate is 95.0 mm, the thickness is 1.0 mm, and the inner diameter of the center hole is 25.0 mm.
[0028]
The glass used in the present invention is a known glass material as a glass material for a substrate for an information recording medium or a glass material from which a crystallized glass substrate is obtained by crystallization by heat treatment, which can be press-molded. Can be used. Examples of such a glass material include aluminosilicate glass containing an alkali metal oxide, glass obtained by introducing an alkaline earth metal oxide or titanium oxide into the above glass, and glass containing a rare earth oxide.
[0029]
After being annealed and cooled to room temperature, the glass blank is subjected to, for example, center drilling, finishing of inner and outer diameters (including chamfering), flattening and smoothing of both main surfaces (lapping, rough polishing) Finish polishing). The lapping process is usually performed by lapping with # 400 abrasive grains and lapping with # 1000 abrasive grains. However, the lapping process is performed by reducing the warping of the press mold as described above. If the removal allowance is reduced, sufficient flatness and smoothness can be obtained only by lapping with # 1000 abrasive grains, and lapping with # 400 abrasive, which was conventionally required, can be omitted. You can also.
In the present invention, by flattening and smoothing the two main surfaces after the center hole drilling process, it is possible to eliminate the need for flattening and smoothing the portion where the gap between the upper and lower mold forming surfaces is transferred.
[0030]
In the present invention, when obtaining a crystallized glass substrate, it is desirable to perform a heat treatment step for crystallization before flattening and smoothing both main surfaces. If it does not crystallize, the glass may be chemically strengthened by an ion exchange method or the like to form a substrate. A washing step may be appropriately provided between the above steps.
As described above, according to the present invention, a glass blank having high parallelism and flatness of the main surface can be manufactured by the direct press method while making use of the advantages of the direct press method.
Further, by improving the parallelism and flatness of the main surface of the glass blank according to the present invention, it is possible to reduce the burden on the flattening process of the main surface by machining, and it is possible to reduce the load on the substrate for magnetic recording media and magneto-optical recording. A substrate for an information recording medium such as a substrate for a medium and a substrate for an optical recording medium, and various information recording media using the substrate can be manufactured with high productivity.
Manufacturing information recording media such as magnetic recording media, magneto-optical recording media, and optical recording media by providing a magnetic recording layer, a magneto-optical recording layer, an optical recording layer, and the like on the main surface of the substrate according to the recording method. Can be.
[0031]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
(Example 1)
First, a central mold member and a peripheral mold member, both made of ductile cast iron, are assembled into a structure as shown in FIG. The outer diameter of the lower mold surface and the upper mold surface is φ90 mm, and the inner diameter of the center hole of the peripheral mold member is 16.0 mm.0 +0.01, The diameter of the cylindrical portion of the center mold member is 16.0 mm+0.02 +0.01(Here, the superscript and the subscript are processing tolerances), and the configuration is such that the central mold member cannot be fitted into the central through hole of the peripheral mold member at room temperature, and the peripheral mold member is heated to 150 ° C. The center mold member was fitted. A gap of about 0.01 mm was formed between the central mold member and the peripheral mold member over the entire circumference during press molding. Further, the molding surface of the center mold member on the lower mold side was arranged and fixed at a position having a depth of 0.4 mm from the molding surface of the peripheral mold member. Further, the molding surface of the center mold member on the upper mold side was arranged and fixed so as to protrude 0.2 mm from the molding surface of the peripheral mold member.
Next, the molten glass of the aluminosilicate glass containing the alkali metal oxide is melted, clarified and homogenized, and the molten glass is caused to flow down from a platinum alloy feeder at a constant speed, and the molten glass flow is cut by a cutting blade to a predetermined value. A heavy molten glass gob was cast in the center of the lower mold forming surface. The dimensions of the glass gob at the time of casting were Φ25 mm, and the height at the center was 8 mm. The transition point of the glass to be cast was 485 ° C., and the viscosity of the glass at the time of casting and the temperature of the lower mold forming surface were 400 poise and 500 ° C.
[0032]
The cast glass is transferred together with the lower mold to a press position where the upper mold waits above, where it is pressed by the lower mold and the upper mold. The press holding time was 0.5 to 0.8 seconds, and the pressing time was about 0.01 seconds. Here, it was confirmed with a contact thermometer that the temperature distribution of the peripheral mold member was not uniform. The temperature distribution of the peripheral mold member can also be measured with a thermocouple, an infrared radiation thermometer, or the like. Next, the upper mold is retracted upward, separated from the upper surface of the formed glass blank, and waits until the temperature of the glass blank drops to near the glass transition temperature on the lower mold forming surface. After the temperature of the glass blank has dropped to near the glass transition temperature, the glass blank on the lower mold is taken out to the atmosphere. Direct press molding is performed in the atmosphere, but the glass blank is not rapidly cooled while in contact with the high-temperature lower mold, but the entire surface is exposed to the room temperature atmosphere from near the glass transition temperature at the moment of taking out from the lower mold. And quenched. In addition, the temperature of the glass monotonously decreases from casting to takeout. After annealing the glass blank in a rare furnace, it was cooled to room temperature, and then the parallelism and flatness were measured.
The outer diameter of the obtained glass blank was 66 mm, the wall thickness was 0.9 mm, the parallelism was 15 μm, and the flatness was 30 μm, which were favorable results. Also, no shape deterioration due to the gas trap was observed.
[0033]
The glass blank thus produced was subjected to processing for forming a center hole, inner and outer diameter processing, lapping on both main surfaces, rough polishing, and precision polishing to obtain a glass substrate for a magnetic recording medium. In these steps, a washing step can be included as appropriate. If necessary, the obtained glass substrate may be immersed in a molten alkali metal salt and subjected to chemical strengthening by ion exchange.
[0034]
(Example 2)
Components from which crystallized glass is obtained by heat treatment, for example, SiO 22, Al2O3, TiO2, Na2O, MgO, CaO, Y2O3The molten glass containing each component such as is directly press-molded, and a glass blank is made in the same manner as in Example 1. The glass blank is appropriately subjected to a heat treatment step, a grinding step, and a polishing step for crystallization. Thus, a disk-shaped substrate having a central hole was obtained.
Each substrate thus obtained is suitable not only as a substrate for a magnetic recording medium, but also as a substrate for a magneto-optical recording medium and a substrate for an information recording medium such as an optical disk.
[0035]
(Comparative Example 1)
Except that the upper mold was constituted by an integral member, the same press molding as in the above example was performed, annealed and cooled to room temperature, and the parallelism and flatness were measured. The obtained degree of parallelism was 60 μm and the degree of flatness was 80 μm, which were lower values than those of the examples. When the glass blank was machined to produce an information recording medium substrate, the labor required for flattening was about 150%, which was larger than that of the above example.
[0036]
(Comparative Example 2)
The same press molding as in the above example was performed except that the pressing time was 4 seconds. The outer diameter of the molded product did not reach 66 mm and the wall thickness was large, and this press molding was determined to be poor elongation of glass.
[0037]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the glass blank with high parallelism and flatness of a main surface can be manufactured by a direct press method, taking advantage of the direct press method.
In addition, by improving the parallelism and flatness of the main surface of the glass blank, the burden on flattening the main surface by machining can be reduced. Thus, a substrate for an information recording medium such as a substrate for an optical recording medium, and various information recording media using the substrate can be manufactured with high productivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an upper die and a lower die used for press molding.
FIG. 2 is a drawing of the glass in a short press.
[Explanation of symbols]
10 ... upper mold
11: Upper die peripheral die member
12: Upper mold center mold member
13: Upper die gap
14 ... Upper mold vent hole
15 ... side wall
16 ... Upper retaining ring
17… O-ring
20 ... lower mold
21: Lower die peripheral die member
22 ... Lower mold center mold member
23 ... Lower mold gap
24 ... Lower gas vent hole
25 ... Lower retaining ring

Claims (7)

溶融ガラスを対向する上型と下型を用いてプレスし、中心穴を有する円盤状の情報記録媒体用基板に加工されることになるガラスブランクを成形するガラスブランクの製造方法において、
前記上型及び下型として、中心型部材と周辺型部材からなる型を用い、かつ
前記プレスにおいて、周辺型部材の成形面の温度分布が均一になる前にプレスを終了することを特徴とするガラスブランクの製造方法。
Pressing the molten glass using the upper mold and the lower mold facing each other, in a glass blank manufacturing method for forming a glass blank to be processed into a disc-shaped information recording medium substrate having a center hole,
As the upper mold and the lower mold, a mold composed of a central mold member and a peripheral mold member is used, and in the press, the press is completed before the temperature distribution on the molding surface of the peripheral mold member becomes uniform. Manufacturing method of glass blank.
溶融ガラスを対向する上型と下型を用いてプレスし、中心穴を有する円盤状の情報記録媒体用基板に加工されることになるガラスブランクを成形するガラスブランクの製造方法において、
前記上型及び下型として、中心型部材と周辺型部材からなる型を用い、かつ
前記プレスにおける保持時間が、2秒以下であることを特徴とするガラスブランクの製造方法。
Pressing the molten glass using the upper mold and the lower mold facing each other, in a glass blank manufacturing method for forming a glass blank to be processed into a disc-shaped information recording medium substrate having a center hole,
A method for producing a glass blank, wherein a mold comprising a central mold member and a peripheral mold member is used as the upper mold and the lower mold, and a holding time in the press is 2 seconds or less.
前記中心部材と周辺型部材との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のガラスブランクの製造方法。The method according to claim 1, wherein a gap is formed between the center member and the peripheral mold member. 前記隙間が、上下型成形面中心側から上下型外部へとつながる気流の流路の少なくとも一部を形成していることを特徴とする請求項3に記載のガラスブランクの製造方法。The method for manufacturing a glass blank according to claim 3, wherein the gap forms at least a part of a flow path of an airflow from the center of the upper and lower mold forming surfaces to the outside of the upper and lower molds. 前記プレス時に、ガラスブランクの主表面を転写成形する中心型部材成形面と周辺型部材成形面の境界が、ガラスブランクの中心穴が開けられることになる領域内に入るように型を設計することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のガラスブランクの製造方法。At the time of the pressing, the mold should be designed such that the boundary between the central mold member molding surface for transferring and molding the main surface of the glass blank and the peripheral mold member molding surface falls within the region where the center hole of the glass blank is to be opened. The method for producing a glass blank according to any one of claims 1 to 4, wherein 請求項1〜5のいずれかに記載の方法により作製したガラスブランクを用い、前記ガラスブランクに機械加工を施す情報記録媒体用基板の製造方法。A method for producing a substrate for an information recording medium, wherein the glass blank is machined by using the glass blank produced by the method according to claim 1. 請求項6に記載の方法により作製した情報記録媒体用基板に情報記録層を形成する情報記録媒体の製造方法。A method for producing an information recording medium, comprising forming an information recording layer on an information recording medium substrate produced by the method according to claim 6.
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