JPH061604A - Glassy carbon and method for producing the same - Google Patents
Glassy carbon and method for producing the sameInfo
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- JPH061604A JPH061604A JP4164412A JP16441292A JPH061604A JP H061604 A JPH061604 A JP H061604A JP 4164412 A JP4164412 A JP 4164412A JP 16441292 A JP16441292 A JP 16441292A JP H061604 A JPH061604 A JP H061604A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 記録媒体の基板として好ましい特長を有した
ガラス状炭素の提供。
【構成】 曲げ強度が約24kgf/mm2 以上の特性
を有したガラス状炭素。および、熱硬化性樹脂を硬化さ
せる硬化工程と、この硬化工程により得られた樹脂材料
を加熱して炭化させる炭化焼成工程とを具備するガラス
状炭素の製造方法であって、前記炭化焼成工程は、不活
性雰囲気下において約1000〜1400℃で熱処理す
る第1の処理工程と、不活性雰囲気、かつ、約1000
気圧以上の圧力下において約1500〜2000℃で熱
処理する第2の処理工程とを備えてなることを特徴とす
るガラス状炭素の製造方法。(57) [Summary] (Correction) [Purpose] To provide glassy carbon having favorable characteristics as a substrate for a recording medium. [Structure] Glassy carbon having a bending strength of about 24 kgf / mm 2 or more. And a method for producing glassy carbon comprising a curing step of curing a thermosetting resin and a carbonizing and firing step of heating and carbonizing a resin material obtained by this curing step, wherein the carbonizing and firing step is A first treatment step in which heat treatment is performed at about 1000 to 1400 ° C. in an inert atmosphere, an inert atmosphere, and about 1000
And a second treatment step of performing heat treatment at about 1500 to 2000 ° C. under a pressure equal to or higher than atmospheric pressure.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、特に記録媒体の基板と
して用いられるガラス状炭素、及びその製造方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to glassy carbon used as a substrate for recording media and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【発明の背景】現在、ハードディスク用基板の材料とし
て提案されているものはアルミニウム合金が主流であ
り、アルミニウム合金の表面に10μm程度のNi−P
メッキを施したものが使用されている。しかしながら、
アルミニウム合金製の基板は、厚さが薄くなると、剛性
が不足するという問題点が有る。すなわち、剛性が不足
すると、鏡面加工の際、基板にうねりが生じて平坦化で
きず、この為うねりが有る基板をディスクに使用した
際、回転むらが生じ、又、磁気ヘッドの浮上量を小さく
出来ないという不都合を生じたり、さらにはスピンドル
へのチャッキングの際にディスクが変形すると言う不都
合が有る。BACKGROUND OF THE INVENTION Currently, aluminum alloys are mainly used as a material for hard disk substrates, and Ni-P of about 10 μm is formed on the surface of the aluminum alloy.
Plated ones are used. However,
The aluminum alloy substrate has a problem that its rigidity becomes insufficient when the thickness becomes thin. In other words, if the rigidity is insufficient, the substrate will be wavy during mirror surface processing and cannot be flattened. Therefore, when a wavy substrate is used as a disk, uneven rotation will occur and the flying height of the magnetic head will be small. There is an inconvenience that it cannot be done, and further, there is an inconvenience that the disk is deformed when chucking the spindle.
【0003】又、ディスクの製造は基板上にスパッリン
グ等の薄膜形成手段で磁性膜を形成する方法が一般的で
あるが、この際、基板温度が数百℃となる為、耐熱性が
要求される。しかしながら、アルミニウム合金を主材料
とした基板にあっては、耐熱性が不足するという問題点
が有り、この結果、基板が熱変形するという不都合が有
る。Further, a disk is generally manufactured by forming a magnetic film on a substrate by a thin film forming means such as sparring. At this time, since the substrate temperature is several hundreds of degrees, heat resistance is required. To be done. However, the substrate made mainly of an aluminum alloy has a problem of insufficient heat resistance, and as a result, the substrate is thermally deformed.
【0004】更に、成膜後に基板を加熱すると磁性膜の
保磁力が高くなることが知られており、この観点から熱
処理が行われることも有り、従って耐熱性が一層要求さ
れている。ところで、剛性や耐熱性に富む基板材料とし
て結晶化ガラスや強化ガラス等のガラスが考えられる。
この他に、ガラスは基板に要求される表面平滑性と硬度
の面では優れているものの、破壊(衝撃)に対して弱
く、又、表面に水分の吸着を起こしやすいという難点が
有る。又、磁性膜を形成するスパッタリングに際して、
高性能の磁性膜を得る為には、真空度を上げる必要が有
るが、減圧(真空)によりガラス内部から水分がしみ出
し、真空度が上がり難いという不都合も有る。さらに
は、基板加熱の際、赤外線ヒータを用いることが多いも
のの、赤外線が基板を透過し、基板の加熱効率が悪く、
又、基板の固有抵抗が高い為に静電気によるゴミの付着
が起こり易く、エラーレートの増加の原因にもなってい
る。この為、基板材料としてガラスがアルミニウム合金
に取って代わるといった展望は現在の処ない。Furthermore, it is known that the coercive force of the magnetic film increases when the substrate is heated after film formation. From this viewpoint, heat treatment may be carried out, and therefore heat resistance is further required. By the way, glass such as crystallized glass and tempered glass is considered as a substrate material having high rigidity and heat resistance.
In addition, although glass is excellent in surface smoothness and hardness required for a substrate, it has a drawback that it is vulnerable to breakage (impact) and that water is likely to be adsorbed on the surface. Also, during sputtering to form a magnetic film,
In order to obtain a high-performance magnetic film, it is necessary to raise the degree of vacuum, but there is also the disadvantage that moisture is exuded from inside the glass due to reduced pressure (vacuum), making it difficult to raise the degree of vacuum. Furthermore, when heating the substrate, an infrared heater is often used, but infrared rays penetrate the substrate and the heating efficiency of the substrate is poor,
Further, since the substrate has a high specific resistance, dust is likely to be attached due to static electricity, which also causes an increase in error rate. Therefore, there is currently no prospect that glass will replace aluminum alloy as a substrate material.
【0005】このようなことから、前記のようなアルミ
ニウム合金やガラスとは全く異なる材料としてカーボ
ン、特にガラス状炭素が注目を浴び始めている。すなわ
ち、ガラス状炭素は、一般に、三次元網目構造を有して
おり、不溶・不融の性質をもつ熱硬化性樹脂の硬化物を
不活性雰囲気中で焼成炭化させると得られる。そして、
このものはガス不透過性に優れ、硬度が高く、かつ、等
方的組織を有する。更に、軽量、耐熱性、高電気伝導
度、耐食性、高熱伝導度、高い潤滑性等の特性に加え、
均質で摺動部品に用いても炭素粉末を生じない特性を備
えていて、エレクトロニクス産業、原子力産業、宇宙産
業を始め、各種分野での広範囲な利用が期待されてい
る。このような観点から、本出願人によっても、ガラス
状炭素をハードディスクの基板として利用することが提
案(特開昭60−35333号公報)されている。For these reasons, carbon, particularly glassy carbon, has begun to attract attention as a material completely different from the above-mentioned aluminum alloy and glass. That is, glassy carbon generally has a three-dimensional network structure, and is obtained by firing and carbonizing a cured product of a thermosetting resin having an insoluble / infusible property in an inert atmosphere. And
This material has excellent gas impermeability, high hardness, and has an isotropic structure. Furthermore, in addition to characteristics such as light weight, heat resistance, high electrical conductivity, corrosion resistance, high thermal conductivity, and high lubricity,
Since it is homogeneous and does not generate carbon powder even when used for sliding parts, it is expected to be widely used in various fields including the electronics industry, nuclear power industry and space industry. From this point of view, the applicant of the present invention has also proposed to utilize glassy carbon as a substrate for a hard disk (Japanese Patent Laid-Open No. 60-33333).
【0006】尚、フェノール樹脂やフラン樹脂等の熱硬
化性樹脂を主成分とする原料から得られる従来のガラス
状炭素にはμmオーダー以上の開孔と閉孔(空孔、気
孔)が存在している。この為、ガラス状炭素を研磨して
表面平滑性に富むハードディスク基板を得ようとして
も、研磨によって材料内部に存在する閉孔が開孔とな
り、研磨面に微小な欠陥が生じ、表面平滑性に富む基板
が得られ難く、記録・再生特性に優れた記録媒体が得ら
れ難い。Conventional glassy carbon obtained from a raw material containing a thermosetting resin such as phenol resin or furan resin as a main component has pores and pores (pores, pores) of the order of μm or more. ing. Therefore, even if it is attempted to polish the glassy carbon to obtain a hard disk substrate with excellent surface smoothness, the closed holes existing inside the material become open due to the polishing, and minute defects occur on the polished surface, resulting in poor surface smoothness. It is difficult to obtain a rich substrate, and it is difficult to obtain a recording medium having excellent recording / reproducing characteristics.
【0007】特に、最近、ハードディスク装置は、小型
・高密度化が進み、ディスクドライブ自体が小型化さ
れ、これに伴ってハードディスク基板は薄型化される傾
向にある。そして、高密度化に伴って面記録密度が非常
に大きくなり、すなわちビット当たりの記録面積が小さ
くなり、微小な欠陥も許されなくなって来ている。従っ
て、このような観点からも高度な表面平滑性が要求され
ている。In particular, in recent years, hard disk devices have become smaller and higher in density, and the disk drive itself has been made smaller, so that the hard disk substrate tends to be made thinner. With the increase in density, the areal recording density has become extremely large, that is, the recording area per bit has become small, and even minute defects have become unacceptable. Therefore, a high degree of surface smoothness is required also from this point of view.
【0008】尚、神戸製鋼所技報(Vol.39 N
o.4(1989))にはフェノール・ホルムアルデヒ
ド樹脂粉末を金型に充填し、ホットプレスにて成型した
後、不活性ガス中において1200〜2000℃の温度
で予備焼成し、超高温熱間静水圧加圧処理を行って閉孔
(微小気孔)を消滅させる技術が開示されている。すな
わち、熱硬化性樹脂(フェノール・ホルムアルデヒド樹
脂)粉末から得られるガラス状炭素には、ホットプレス
で完全に除去出来なかった材料中の気泡、1200〜2
000℃の温度での予備焼成段階で発生する熱分解ガ
ス、原料が粉末であることから生ずる結晶粒界等によっ
て微小気孔が存在しており、鏡面研磨しても研磨面には
微小な欠陥が生じている。そこで、超高温熱間静水圧加
圧処理、つまり200MPaの圧力下で2500℃の熱
処理によって、材料を緻密化し、微小気孔を消滅させ、
鏡面研磨後の研磨面に微小欠陥が起きないようにしてい
るのである。しかしながら、この方法では、200MP
a、2000℃以上の超高温熱間静水圧加圧処理装置が
必要となり、近年、一般的になって来た200MPa、
2000℃までのセラミックス等の熱間静水圧加圧処理
装置では対応できず、設備的にもコスト的にも非常に負
担が掛かる。しかも、このようにして得られたガラス状
炭素材料は180〜200MPa(18〜20kgf/
mm2 )程度の強度のものにすぎず、信頼性の面でまだ
充分なものとはいい難い。Incidentally, Kobe Steel Technical Report (Vol. 39 N
o. No. 4 (1989)) was filled with phenol / formaldehyde resin powder in a mold, molded by hot pressing, and then pre-baked at a temperature of 1200 to 2000 ° C. in an inert gas, and hot isostatic pressing at an ultrahigh temperature. A technique of performing pressure treatment to eliminate closed pores (micropores) is disclosed. That is, in the glassy carbon obtained from the thermosetting resin (phenol / formaldehyde resin) powder, bubbles in the material that could not be completely removed by hot pressing, 1200-2
Micro-porosity exists due to pyrolysis gas generated in the pre-baking stage at a temperature of 000 ° C and crystal grain boundaries generated because the raw material is powder. Has occurred. Therefore, ultra-high temperature hot isostatic pressing treatment, that is, heat treatment at 2500 ° C. under a pressure of 200 MPa densifies the material and eliminates micropores,
This is to prevent microscopic defects from occurring on the polished surface after mirror polishing. However, with this method, 200MP
a, an ultra-high temperature hot isostatic pressing device of 2000 ° C. or higher is required, and 200 MPa, which has become popular in recent years,
A hot isostatic pressing device for ceramics up to 2000 ° C cannot be used, and it is very burdensome in terms of equipment and cost. Moreover, the glassy carbon material thus obtained is 180 to 200 MPa (18 to 20 kgf /
The strength is only about mm 2 ), and it is hard to say that it is still sufficient in terms of reliability.
【0009】[0009]
【発明の開示】本発明者は、ハードディスク基板に要求
される項目に着目し、すなわち 基板加工時における内外周加工やチャンフォー加工
の際、割れや欠けが起き難いよう、又、テキスチヤー形
成や薄膜形成の際のハンドリング時においての信頼性の
面から高強度であること、 磁気ヘッドの追従性から基板のうねりを小さくする
必要があり、基板材料の剛性が高いこと、 高記録密度化する為に基板の表面平滑性が良好で、
微小な欠陥も無いこと、 磁性膜の特性を向上させる為に基板は非磁性である
こと、 耐食性、耐候性が良好であること、 耐衝撃性に富むこと、 製造時の信頼性、及びCSS特性(耐久性)の面か
ら高硬度であること、 CSS特性を高め、ハードディスクドライブのスピ
ンドル負荷を低減化する為に、基板は軽量であること、 静電気によるゴミ等の付着防止の為に基板材料の固
有抵抗が小さいことに着目し、鋭意検討の末、本発明を
完成するに至った。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventor pays attention to the items required for a hard disk substrate, that is, cracks and chips are less likely to occur at the time of inner / outer peripheral processing and chamfer processing at the time of processing a substrate, and the formation of a texture or a thin film. In order to achieve high recording density, it is necessary to reduce the waviness of the substrate due to the followability of the magnetic head because of the high strength in terms of reliability during handling during formation, and the high rigidity of the substrate material. The surface smoothness of the substrate is good,
There are no microscopic defects, the substrate is non-magnetic in order to improve the characteristics of the magnetic film, it has good corrosion resistance and weather resistance, it has excellent impact resistance, reliability during manufacturing, and CSS characteristics. From the standpoint of (durability), it has a high hardness, the CSS characteristics are improved, and the spindle load of the hard disk drive is reduced. The board is lightweight. Focusing on the fact that the specific resistance is small, the present invention has been completed after intensive studies.
【0010】すなわち、熱硬化性樹脂を硬化させる硬化
工程と、この硬化工程により得られた樹脂材料を加熱し
て炭化させる炭化焼成工程とを具備するガラス状炭素の
製造方法であって、前記炭化焼成工程は、不活性雰囲気
下において約1000〜1400℃で熱処理する第1の
処理工程と、不活性雰囲気、かつ、約1000気圧以上
の圧力下において約1500〜2000℃で熱処理する
第2の処理工程とを備えてなることを特徴とするガラス
状炭素の製造方法、又、硬化前の初期縮合物の状態で約
20重量%以上の水を含有することが出来る熱硬化性樹
脂を硬化させる硬化工程と、この硬化工程により得られ
た樹脂材料を加熱して炭化させる炭化焼成工程とを具備
するガラス状炭素の製造方法であって、前記炭化焼成工
程は、不活性雰囲気下において約1000〜1400℃
で熱処理する第1の処理工程と、不活性雰囲気、かつ、
約1000気圧以上の圧力下において約1500〜20
00℃で熱処理する第2の処理工程とを備えてなること
を特徴とするガラス状炭素の製造方法を発明するに至
り、このような方法により得られたガラス状炭素は曲げ
強度が24kgf/mm2 以上の特性を有したものであ
り、特に曲げ強度が24kgf/mm2 以上の特性を有
し、空孔の孔径は0.1μm以下であることが判り、こ
のようなガラス状炭素はディスク基板として必要な特性
を充分に満たしたものであることを見出したのである。That is, there is provided a method for producing glassy carbon comprising a curing step of curing a thermosetting resin and a carbonizing and firing step of heating and carbonizing the resin material obtained by the curing step. The firing step is a first treatment step of heat treatment at about 1000 to 1400 ° C. in an inert atmosphere, and a second treatment heat treatment at about 1500 to 2000 ° C. under an inert atmosphere and a pressure of about 1000 atmospheres or more. And a step of curing a thermosetting resin capable of containing about 20% by weight or more of water in the state of an initial condensation product before curing. A method for producing glassy carbon, which comprises a step and a carbonizing and firing step of heating and carbonizing the resin material obtained by this curing step, wherein the carbonizing and firing step comprises an inert atmosphere. About 1000~1400 ℃ in below
First treatment step of heat treatment in an inert atmosphere, and
About 1500 to 20 under a pressure of about 1000 atmospheres or more
The present invention has led to the invention of a method for producing glassy carbon characterized by comprising a second treatment step of heat treatment at 00 ° C., and the glassy carbon obtained by such a method has a bending strength of 24 kgf / mm. are those having two or more properties, particularly flexural strength has a 24kgf / mm 2 or more characteristics, it can be seen that diameter of the pores is 0.1μm or less, such glassy carbon disc substrate As a result, they have found that they sufficiently satisfy the required characteristics.
【0011】すなわち、本発明によるガラス状炭素は、
曲げ強度が24kgf/mm2 以上といったように機械
的強度が向上し、磁気ディスク製造工程上懸念される割
れや欠けが殆どなく、又、従来のガラス状炭素に比べて
弾性率が2000Kgf/mm2 から約2500Kgf
/mm2 以上といったように約2〜3割以上も向上して
いて、うねりの問題がないものであり、そして鏡面研磨
後の表面平滑性(中心線平均粗さRa)は1.0nm程
度まで可能であり、材料表面には微小な欠陥(開孔や結
晶粒界等)が殆ど認められず、又、密度は1.6〜1.
8と軽量であり、そして固有抵抗が小さく、かつ、耐食
性や耐候性が良好で、さらには高硬度で非磁性である。
従って、このようなことから、このガラス状炭素は記録
媒体の基板として極めて好ましい特長を有したものであ
ることが判る。That is, the glassy carbon according to the present invention is
Mechanical strength is improved such as bending strength of 24 kgf / mm 2 or more, there are almost no cracks or chips that may be a concern in the magnetic disk manufacturing process, and the elastic modulus is 2000 Kgf / mm 2 compared to conventional glassy carbon. To about 2500 Kgf
/ Mm 2 or more such as about 2-3% or more even though improved, are those that do not swell problems, and surface smoothness of the mirror-polished (center line average roughness Ra) of up to about 1.0nm It is possible, minute defects (open holes, crystal grain boundaries, etc.) are hardly recognized on the material surface, and the density is 1.6 to 1.
It has a light weight of 8, a low specific resistance, good corrosion resistance and weather resistance, and high hardness and non-magnetic property.
Therefore, from the above, it is understood that this glassy carbon has extremely preferable characteristics as a substrate of a recording medium.
【0012】本発明における好ましい熱硬化性樹脂とし
ては、硬化前の初期縮合物の状態で20重量%以上の水
を含有することが出来るものである。ここで、「初期縮
合物」とは、硬化前の樹脂を意味し、原料モノマーを相
当量含む場合もあるが、ある程度付加及び/又は縮合反
応が起こり、粘度が高くなった樹脂組成物をいう。該熱
硬化性樹脂組成物の特徴は、硬化の際に縮合水のような
低沸点物の溜まりが起こらないことであり、つまり熱硬
化性樹脂が硬化する前の粘度が高くなった初期縮合物の
状態で樹脂が20重量%以上の水を含有することが出来
る程度の親水性を有するようにしておくことにより、低
沸点物が樹脂内(あるいは硬化物内)に閉じ込められて
も、低沸点物の溜まりが生ずることがないようになる。
尚、より一層に低沸点物を樹脂内に完全に分散溶解させ
る為には、30重量%以上の水を含み得る樹脂組成物が
望ましい。A preferable thermosetting resin in the present invention is one which can contain 20% by weight or more of water in the state of an initial condensate before curing. Here, the "initial condensate" means a resin before curing, which may contain a considerable amount of raw material monomers, but refers to a resin composition having a high viscosity due to addition and / or condensation reaction to some extent. . A characteristic of the thermosetting resin composition is that a low boiling point substance such as condensed water does not accumulate during curing, that is, the initial condensate having a high viscosity before the thermosetting resin is cured. By making the resin hydrophilic enough to contain 20% by weight or more of water in the above state, even if the low-boiling substance is trapped in the resin (or in the cured product), The accumulation of things will not occur.
In order to completely disperse and dissolve the low-boiling substance in the resin, a resin composition that can contain 30% by weight or more of water is desirable.
【0013】熱硬化性樹脂組成物がどの程度の粘度の時
に、樹脂組成物の水可溶能力が20重量%を越えていれ
ば硬化・炭化後に空孔(気孔)を殆ど生じないようにな
るかは、原料樹脂の種類、重合度、ブレンド比率等によ
り異なるが、本発明者の研究の結果によれば、200〜
8000cps/20℃の粘度状態において20重量%
を越える水可溶能力があれば良いことが判明した。At what viscosity the thermosetting resin composition has, if the water-solubility of the resin composition exceeds 20% by weight, almost no pores will be formed after curing and carbonization. It depends on the type of raw material resin, the degree of polymerization, the blending ratio, etc.
20% by weight in a viscosity state of 8000 cps / 20 ° C
It has been found that a water-soluble capacity exceeding 10 is sufficient.
【0014】本発明における熱硬化性樹脂の初期縮合物
は、原料樹脂の種類、ブレンドの比率、重合度制御、変
性等により適宜設計することが出来る。本発明において
用いられる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エステル樹脂、
フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹
脂、キシレン樹脂等を挙げることが出来、これらの樹脂
をそのまま、あるいはブレンド、又は変性することによ
り用いられる。好ましくは変性フェノール・フラン樹脂
をベースにした樹脂で、例えば特開昭60−17120
8号公報、特開昭60−171209号公報、特開昭6
0−171210号公報、特開昭60−171211号
公報で開示された熱硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性
樹脂に変性し得るものとしては、上述のフェノール樹
脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはアスファル
ト、ピッチ類等の天然に産出する高い炭素化収率を有す
る材料、リグニン、セルロース、トラガカントガム、ア
ラビアガム、フミン酸、各種糖類等の比較的高い炭化収
率を有する親水性物質が挙げられる。The initial condensate of the thermosetting resin in the present invention can be appropriately designed depending on the kind of raw material resin, blending ratio, control of polymerization degree, modification and the like. Examples of the thermosetting resin used in the present invention include phenol resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, ester resin,
Furan resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, xylene resin and the like can be mentioned, and these resins are used as they are, or by blending or modifying them. Resins based on modified phenol-furan resins are preferred, for example JP-A-60-17120.
No. 8, JP-A-60-171209, JP-A-6
The thermosetting resins disclosed in JP-A No. 0-171210 and JP-A No. 60-171121 are mentioned. As those that can be modified into a thermosetting resin, the above-mentioned phenolic resins, thermosetting resins such as furan resin, or asphalt, materials having a naturally high carbonization yield such as pitches, lignin, cellulose, Examples thereof include hydrophilic substances having a relatively high carbonization yield, such as tragacanth gum, gum arabic, humic acid, and various sugars.
【0015】又、本発明を実施するにあたってフィラー
を入れることができる。フィラーとしては、上述の熱硬
化性樹脂を含む各種カーボン材料、例えばポリアクリロ
ニトリル系カーボン材、セルロース系カーボン材、レー
ヨン系カーボン材、ピッチ系カーボン材、リグニン系カ
ーボン材、フェノール樹脂系カーボン材、フラン樹脂系
カーボン材、エポキシ樹脂系カーボン材、アルキッド樹
脂系カーボン材、不飽和ポリエステル系カーボン材、キ
シレン樹脂系カーボン材の他に、各種黒鉛、カーボンブ
ラック等がある。In addition, a filler may be added in carrying out the present invention. As the filler, various carbon materials including the above-mentioned thermosetting resin, for example, polyacrylonitrile-based carbon material, cellulose-based carbon material, rayon-based carbon material, pitch-based carbon material, lignin-based carbon material, phenol resin-based carbon material, furan In addition to resin-based carbon materials, epoxy resin-based carbon materials, alkyd resin-based carbon materials, unsaturated polyester-based carbon materials, and xylene resin-based carbon materials, there are various types of graphite, carbon black, and the like.
【0016】そして、上記したような熱硬化性樹脂やフ
ィラー等を、硬化前に目的とする用途に応じた所定の形
状の型に入れ、加熱等による硬化工程を経ることによ
り、所定の形状の樹脂材料が得られる。このようにして
得られた所定形状の樹脂材料を加熱して炭化させる炭化
焼成工程において、不活性雰囲気中において約1000
〜1400℃で熱処理し、この後不活性雰囲気下におけ
る約1000気圧以上の圧力下において約1500〜2
000℃で熱処理する。Then, the thermosetting resin, filler or the like as described above is put into a mold having a predetermined shape according to the intended use before curing, and a curing step by heating or the like is performed to obtain a predetermined shape. A resin material is obtained. In the carbonization and firing step of heating and carbonizing the resin material having a predetermined shape obtained in this manner, about 1000 in an inert atmosphere.
˜1400 ° C., then about 1500-2 at a pressure of about 1000 atm or more in an inert atmosphere.
Heat treatment at 000 ° C.
【0017】このような処理により、ガラス状炭素は、
実質的に無孔性で、よりパッキング化し、材料内部に存
在するミクロポアの径が小さくなり、緻密化する。か
つ、加圧熱処理段階は2000℃以下としたので、ガラ
ス状炭素の黒鉛化が抑えられ、高密度で、機械的強度
(曲げ強度)が24kg/mm2 以上と大きく向上し、
基板加工時における割れや欠けが激減し、又、薄膜形成
等に際してのハンドリングの信頼性が向上する。By such treatment, the glassy carbon becomes
It is substantially non-porous, more packing, and the micropores present inside the material are smaller in size and densified. Moreover, since the pressure heat treatment step was set to 2000 ° C. or less, graphitization of glassy carbon was suppressed, the density was high, and the mechanical strength (bending strength) was greatly improved to 24 kg / mm 2 or more,
The cracks and chips during substrate processing are drastically reduced, and the reliability of handling when forming a thin film is improved.
【0018】ここで、前処理工程(第1の処理工程)に
おける不活性雰囲気とは、酸素を含まず、通常、ヘリウ
ム、アルゴン、窒素等からなる群より選ばれた少なくと
も一種の気体よりなる雰囲気、あるいは減圧ないしは真
空状態のことである。又、前処理工程における温度は約
1000〜1400℃必要であるが、より好ましくは約
1100〜1300℃である。この場合、炭化焼成時間
は、樹脂材料の種類、形状や焼成温度により適宜選択す
れば良い。Here, the inert atmosphere in the pretreatment step (first treatment step) is an atmosphere containing no oxygen and usually containing at least one gas selected from the group consisting of helium, argon, nitrogen and the like. Or, it means a reduced pressure or vacuum state. Further, the temperature in the pretreatment step is required to be about 1000 to 1400 ° C, more preferably about 1100 to 1300 ° C. In this case, the carbonization firing time may be appropriately selected depending on the type and shape of the resin material and the firing temperature.
【0019】前処理焼成温度が1000℃未満の低すぎ
る温度では、前処理工程段階でより十分な炭化まで至っ
ておらず、気孔が十分に小さくなりきっていない。又、
材料内部に残留する水素や酸素は前処理工程で十分に除
去されておらず、残留水素や酸素が存在したままで加圧
熱処理が行われると、水素や酸素の放出が抑制され、材
料内部での反応が引き起こされる原因となり、炭素−炭
素結合が切られてしまい、強度が低下してしまう恐れが
ある。それ故、後の加圧熱処理工程を経ても目的とする
特性に達しない。If the pretreatment firing temperature is too low, that is, lower than 1000 ° C., sufficient carbonization has not yet been reached in the pretreatment process stage, and the pores have not become sufficiently small. or,
Hydrogen and oxygen remaining in the material are not sufficiently removed in the pretreatment process, and if pressure heat treatment is performed with residual hydrogen and oxygen present, the release of hydrogen and oxygen is suppressed, and The above reaction may be caused, the carbon-carbon bond may be broken, and the strength may be reduced. Therefore, the target characteristics are not reached even after the subsequent pressure heat treatment step.
【0020】逆に、前処理焼成温度が1400℃を越え
て高すぎる温度では、気孔は殆ど見当たらず、非常に緻
密な構造となってはいるものの、黒鉛化が進行してお
り、後の加圧熱処理が行われても強度的に不十分なもの
となる。この為、記録媒体の製造工程中の些細な衝撃に
対しても欠け等が発生し易くなる。後処理工程(第2の
処理工程)である加圧熱処理工程における不活性雰囲気
とは、通常、アルゴン、窒素等からなる群より選ばれた
少なくとも一種の気体雰囲気である。加圧熱処理工程に
おける温度は約1500〜2000℃が必要である。1
500℃未満の低すぎる温度では、期待どおりの効果が
得られない。逆に、2000℃を越えた高すぎる温度で
は、黒鉛化が進行し、高密度化しているものの、機械的
強度が減少して来る。この為、記録媒体の製造工程中の
些細な衝撃に対しても欠け等が発生し易くなる。On the contrary, when the pretreatment firing temperature is higher than 1400 ° C. and is too high, pores are scarcely found and the structure is very dense, but graphitization is progressing, and after-treatment is performed. Even if the pressure heat treatment is performed, the strength becomes insufficient. For this reason, chipping or the like is likely to occur even with a slight impact during the manufacturing process of the recording medium. The inert atmosphere in the pressure heat treatment step which is the post-treatment step (second treatment step) is usually at least one gas atmosphere selected from the group consisting of argon, nitrogen and the like. The temperature in the pressure heat treatment step needs to be about 1500 to 2000 ° C. 1
If the temperature is too low below 500 ° C, the expected effect cannot be obtained. On the other hand, at a temperature higher than 2000 ° C. and too high, graphitization proceeds and the density becomes high, but the mechanical strength decreases. For this reason, chipping or the like is likely to occur even with a slight impact during the manufacturing process of the recording medium.
【0021】圧力を加える方法としては、密閉された容
器内に外部から油圧、その他の機械的力を加え、処理中
の材料に直接または間接に圧力を加える方法を用いるこ
とが出来る。この方法により、密閉された容器内の気圧
は1000気圧以上に高めることが出来、この圧力を利
用して内部の試料に等方的な圧力を加えるとことが出来
る。このような処理は熱間静水圧加圧装置により実施す
ることが可能である。As a method of applying pressure, a method of applying a hydraulic pressure or other mechanical force from the outside into a closed container to directly or indirectly apply a pressure to the material being processed can be used. By this method, the atmospheric pressure in the closed container can be increased to 1000 atmospheric pressure or higher, and this pressure can be used to apply an isotropic pressure to the internal sample. Such treatment can be carried out by a hot isostatic press.
【0022】加圧熱処理工程における圧力は、前述の熱
硬化性樹脂組成物の種類にかかわらず、1000気圧以
上、特に約1500気圧以上であるとき良好な結果が得
られる。そして、このようにして得られたガラス状炭素
は、機械的強度が大きく、鏡面研磨後の表面平滑性がR
aで1.0nm程度まで可能であり、材料表面には微小
な欠陥(開孔や結晶粒界等)が殆ど認められない。又、
ガラス状炭素自体が有する特性、すなわち固有抵抗が小
さく、耐食性、耐候性が良好で、軽量、高硬度、非磁性
である性質をも兼ね備えている。Good results are obtained when the pressure in the pressure heat treatment step is 1000 atm or higher, particularly about 1500 atm or higher, regardless of the type of the thermosetting resin composition. The glassy carbon thus obtained has a large mechanical strength and has a surface smoothness of R after mirror polishing.
It is possible for a to be up to about 1.0 nm, and minute defects (opening, grain boundaries, etc.) are hardly recognized on the material surface. or,
It also has the properties of glassy carbon itself, that is, low specific resistance, good corrosion resistance and weather resistance, light weight, high hardness, and non-magnetic properties.
【0023】従って、得られたガラス状炭素をハードデ
ィスクの基板材料として用いた場合、従来のガラスやセ
ラミックスに比べて著しく好ましいものであった。以
下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。Therefore, when the obtained glassy carbon was used as a substrate material for a hard disk, it was remarkably preferable as compared with conventional glass and ceramics. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
【0024】[0024]
〔実施例1〕フルフリルアルコール500重量部、92
%パラホルムアルデヒド480重量部および水30重量
部を75℃で攪拌して溶解させ、攪拌下でフェノール5
20重量部、水酸化ナトリウム8.8重量部および水4
5重量部の混合液を滴下した。滴下終了後、75℃で3
時間反応させた。この後、フェノール80重量部、水酸
化ナトリウム8.8重量部および水45重量部の混合液
をさらに滴下し、75℃で4.5時間反応させた。30
℃まで冷却した後に、60%パラトルエンスルホン酸水
溶液で中和した。この中和物を減圧下で脱水して170
重量部の水を除去し、フルフリルアルコール500重量
部を添加混合した。得られた樹脂の粘度は20℃で37
0cpsであった。尚、この樹脂が含むことのできる水
量を測定したところ39重量%であった。[Example 1] Furfuryl alcohol 500 parts by weight, 92
% Paraformaldehyde (480 parts by weight) and water (30 parts by weight) are dissolved by stirring at 75 ° C., and phenol 5 is added under stirring.
20 parts by weight, sodium hydroxide 8.8 parts by weight and water 4
5 parts by weight of the mixed solution was added dropwise. After finishing the dropping, 3 at 75 ℃
Reacted for hours. Then, a mixed solution of 80 parts by weight of phenol, 8.8 parts by weight of sodium hydroxide and 45 parts by weight of water was further added dropwise and reacted at 75 ° C. for 4.5 hours. Thirty
After cooling to ° C, it was neutralized with a 60% aqueous paratoluenesulfonic acid solution. The neutralized product is dehydrated under reduced pressure to 170
By weight of water was removed, and 500 parts by weight of furfuryl alcohol was added and mixed. The viscosity of the obtained resin is 37 at 20 ° C.
It was 0 cps. The water content of the resin was measured and found to be 39% by weight.
【0025】この熱硬化性樹脂100重量部に対し、パ
ラトルエンスルホン酸70重量部、水20重量部、セロ
ソルブ10重量部の混合溶液3.5重量部を添加し、十
分攪拌した後、厚さ5mmの型に注入し、減圧脱泡し
た。次に、50℃で3時間、さらに80℃で2日間加熱
硬化した。得られた樹脂硬化物を有機物焼成炉(中外炉
工業製)に入れ、窒素雰囲気中にて2〜5℃/時の昇温
速度で700℃まで加熱し、さらに0.5mTorr程
度の真空中にて5〜20℃/時の昇温速度で1200℃
まで加熱焼成し、この温度で2時間保持し、この後に冷
却した。To 100 parts by weight of this thermosetting resin, 3.5 parts by weight of a mixed solution of 70 parts by weight of paratoluenesulfonic acid, 20 parts by weight of water and 10 parts by weight of cellosolve was added, and after sufficiently stirring, the thickness was increased. It was poured into a 5 mm mold and degassed under reduced pressure. Next, it was heat-cured at 50 ° C. for 3 hours and further at 80 ° C. for 2 days. The obtained resin cured product is put in an organic firing furnace (made by Chugai Furnace Industry Co., Ltd.), heated to 700 ° C. at a heating rate of 2 to 5 ° C./hour in a nitrogen atmosphere, and further placed in a vacuum of about 0.5 mTorr. 1200 ℃ at a heating rate of 5 to 20 ℃ / hour
The mixture was heated and calcined up to, held at this temperature for 2 hours, and then cooled.
【0026】次に、前処理工程にて得られたガラス状炭
素を熱間静水圧プレス(HIP)装置の試料室に挿入
し、アルゴンガスにて加圧しながら500℃/時の昇温
速度で1500℃まで加熱し、1500℃、2000気
圧で1時間保持し、この後冷却した。得られたガラス状
炭素の密度は1.65g/cm3 であり、破断面を見る
と明らかにガラス状であった。Next, the glassy carbon obtained in the pretreatment step was inserted into a sample chamber of a hot isostatic pressing (HIP) apparatus, and pressurized with argon gas at a temperature rising rate of 500 ° C./hour. The mixture was heated to 1500 ° C., kept at 1500 ° C. and 2000 atm for 1 hour, and then cooled. The density of the obtained glassy carbon was 1.65 g / cm 3 , and the fracture surface was clearly glassy.
【0027】そして、#500〜#8000の砥粒にて
鏡面研磨し、研磨面の表面孔状態および孔径を走査型電
子顕微鏡にて観察した。孔径は0.05〜0.01μm
以下であり、問題となるような欠陥(開孔や結晶粒界
等)は存在しなかった。又、表面平滑性はRaで1.0
nmであり、極めて良好であった。さらに、当該材料の
曲げ強度をJIS規格R1601に基づき測定した結
果、曲げ強度は29.8kg/mm2 であった。又、弾
性率は2500kgf/mm 2 であった。Then, with # 500 to # 8000 abrasive grains
Mirror-polished, and the surface pore condition and pore diameter of the polished surface are determined by scanning
Observed with a microscope. Pore size is 0.05-0.01 μm
The following are problems that may cause problems (opening and grain boundaries).
Etc.) did not exist. The surface smoothness is Ra 1.0
nm, which was extremely good. In addition, the material
Bending strength measured according to JIS standard R1601
As a result, bending strength is 29.8 kg / mm2Met. Bullet
The sex rate is 2500 kgf / mm 2Met.
【0028】このようにして得られたガラス状炭素は、
機械的強度が向上した為、基板加工時における割れや欠
けの問題が非常に起き難いものであり、又、磁気ディス
ク製造工程(洗浄、テキスファー、成膜、評価試験)に
おけるハンドリング時の信頼性に富むものであった。
又、弾性率が向上したものであるから、うねりの問題も
改善された。さらには、耐衝撃性も向上した。The glassy carbon thus obtained is
Since the mechanical strength is improved, the problem of cracking and chipping during substrate processing is extremely unlikely to occur, and the reliability during handling in the magnetic disk manufacturing process (cleaning, texturing, film formation, evaluation tests) is improved. It was rich.
Further, since the elastic modulus is improved, the problem of undulation is also improved. Furthermore, the impact resistance is also improved.
【0029】そして、上記のガラス状炭素からなる基板
上に所定の薄膜形成手段で磁性膜を設けて磁気ディスク
を作製し、これを記録再生装置に装着して記録再生を試
みたところ、満足できる特性を示した。 〔実施例2〕実施例1の前処理工程により得られたガラ
ス状炭素を、HIPにて同様に加圧熱処理した。HIP
による最終処理温度は2000℃、圧力は2000気圧
で、昇温速度、保持時間は同一である。Then, a magnetic film was prepared by providing a magnetic film on the substrate made of the above-mentioned glassy carbon by a predetermined thin film forming means, and the magnetic disk was mounted on a recording / reproducing apparatus to try recording / reproducing. Characterized. [Example 2] The glassy carbon obtained by the pretreatment process of Example 1 was similarly heat-treated under pressure by HIP. HIP
The final treatment temperature is 2000 ° C., the pressure is 2000 atm, and the rate of temperature increase and the holding time are the same.
【0030】得られたガラス状炭素の密度は1.75g
/cm3 、破断面はガラス状であり、研磨面の表面孔状
態は実施例1と同様であり、孔径は0.05〜0.01
μm以下であり、問題となるような欠陥は存在しなかっ
た。又、表面平滑性はRaで1.3nmであり、極めて
良好であった。さらに、当該材料の曲げ強度をJIS規
格R1601に基づき測定した結果、曲げ強度は25.
9kg/mm2 であった。又、弾性率は2600kgf
/mm 2 であった。The density of the glassy carbon obtained was 1.75 g.
/ Cm3, The fracture surface is glass-like, and the surface of the polished surface is hole-like
The state is the same as in Example 1, and the pore size is 0.05 to 0.01.
It is less than μm, and there is no problematic defect.
It was The surface smoothness is Ra of 1.3 nm, which is extremely
It was good. In addition, the bending strength of the material is specified by JIS
As a result of measurement based on the rating R1601, the bending strength was 25.
9 kg / mm2Met. The elastic modulus is 2600 kgf
/ Mm 2Met.
【0031】このようにして得られたガラス状炭素は、
機械的強度が向上した為、基板加工時における割れや欠
けの問題が非常に起き難いものであり、又、磁気ディス
ク製造工程(洗浄、テキスファー、成膜、評価試験)に
おけるハンドリング時の信頼性に富むものであった。
又、弾性率が向上したものであるから、うねりの問題も
改善された。さらには、耐衝撃性も向上した。The glassy carbon thus obtained is
Since the mechanical strength is improved, the problem of cracking and chipping during substrate processing is extremely unlikely to occur, and the reliability during handling in the magnetic disk manufacturing process (cleaning, texturing, film formation, evaluation tests) is improved. It was rich.
Further, since the elastic modulus is improved, the problem of undulation is also improved. Furthermore, the impact resistance is also improved.
【0032】そして、上記のガラス状炭素からなる基板
上に所定の薄膜形成手段で磁性膜を設けて磁気ディスク
を作製し、これを記録再生装置に装着して記録再生を試
みたところ、満足できる特性を示した。 〔実施例3〕実施例1の前処理工程により得られたガラ
ス状炭素を、HIPにて同様に加圧熱処理した。HIP
による最終処理温度は1750℃、圧力は2000気圧
で、昇温速度、保持時間は同一である。Then, a magnetic film was prepared by providing a magnetic film on the above-mentioned glassy carbon substrate by a predetermined thin film forming means, and the magnetic disk was mounted on a recording / reproducing apparatus to attempt recording / reproducing. Characterized. [Example 3] The glassy carbon obtained in the pretreatment step of Example 1 was similarly heat-treated under pressure by HIP. HIP
The final treatment temperature was 1750 ° C., the pressure was 2000 atm, and the temperature rising rate and holding time were the same.
【0033】得られたガラス状炭素の密度は1.70g
/cm3 、破断面はガラス状であり、研磨面の表面孔状
態は実施例1と同様であり、孔径は0.05〜0.01
μm以下であり、問題となるような欠陥は存在しなかっ
た。又、表面平滑性はRaで1.0nmであり、極めて
良好であった。さらに、当該材料の曲げ強度をJIS規
格R1601に基づき測定した結果、曲げ強度は28.
9kg/mm2 であった。又、弾性率は2550kgf
/mm 2 であった。The density of the glassy carbon obtained was 1.70 g.
/ Cm3, The fracture surface is glass-like, and the surface of the polished surface is hole-like
The state is the same as in Example 1, and the pore size is 0.05 to 0.01.
It is less than μm, and there is no problematic defect.
It was The surface smoothness Ra is 1.0 nm, which is extremely
It was good. In addition, the bending strength of the material is specified by JIS
As a result of measurement based on the rating R1601, the bending strength was 28.
9 kg / mm2Met. The elastic modulus is 2550 kgf
/ Mm 2Met.
【0034】このようにして得られたガラス状炭素は、
機械的強度が向上した為、基板加工時における割れや欠
けの問題が非常に起き難いものであり、又、磁気ディス
ク製造工程(洗浄、テキスファー、成膜、評価試験)に
おけるハンドリング時の信頼性に富むものであった。
又、弾性率が向上したものであるから、うねりの問題も
改善された。さらには、耐衝撃性も向上した。The glassy carbon thus obtained is
Since the mechanical strength is improved, the problem of cracking and chipping during substrate processing is extremely unlikely to occur, and the reliability during handling in the magnetic disk manufacturing process (cleaning, texturing, film formation, evaluation tests) is improved. It was rich.
Further, since the elastic modulus is improved, the problem of undulation is also improved. Furthermore, the impact resistance is also improved.
【0035】そして、上記のガラス状炭素からなる基板
上に所定の薄膜形成手段で磁性膜を設けて磁気ディスク
を作製し、これを記録再生装置に装着して記録再生を試
みたところ、満足できる特性を示した。 〔実施例4〕実施例1の前処理工程により得られたガラ
ス状炭素を、HIPにて同様に加圧熱処理した。HIP
による最終処理温度は1500℃、圧力は1500気圧
で、昇温速度、保持時間は同一である。Then, a magnetic film was formed on the above-mentioned substrate made of glassy carbon by a predetermined thin film forming means to prepare a magnetic disk, which was mounted in a recording / reproducing apparatus and recording / reproducing was tried. Characterized. [Example 4] The glassy carbon obtained in the pretreatment process of Example 1 was similarly heat-treated under pressure by HIP. HIP
The final treatment temperature is 1500 ° C., the pressure is 1500 atm, and the temperature rising rate and holding time are the same.
【0036】得られたガラス状炭素の密度は1.60g
/cm3 、破断面はガラス状であり、研磨面の表面孔状
態は実施例1と同様であり、孔径は0.05〜0.01
μm以下であり、問題となるような欠陥は存在しなかっ
た。又、表面平滑性はRaで1.1nmであり、極めて
良好であった。さらに、当該材料の曲げ強度をJIS規
格R1601に基づき測定した結果、曲げ強度は26.
1kg/mm2 であった。又、弾性率は2500kgf
/mm 2 であった。The density of the glassy carbon obtained was 1.60 g.
/ Cm3, The fracture surface is glass-like, and the surface of the polished surface is hole-like
The state is the same as in Example 1, and the pore size is 0.05 to 0.01.
It is less than μm, and there is no problematic defect.
It was The surface smoothness Ra is 1.1 nm, which is extremely
It was good. In addition, the bending strength of the material is specified by JIS
As a result of measurement based on the rating R1601, the bending strength was 26.
1 kg / mm2Met. The elastic modulus is 2500 kgf
/ Mm 2Met.
【0037】このようにして得られたガラス状炭素は、
機械的強度が向上した為、基板加工時における割れや欠
けの問題が非常に起き難いものであり、又、磁気ディス
ク製造工程(洗浄、テキスファー、成膜、評価試験)に
おけるハンドリング時の信頼性に富むものであった。
又、弾性率が向上したものであるから、うねりの問題も
改善された。さらには、耐衝撃性も向上した。The glassy carbon thus obtained is
Since the mechanical strength is improved, the problem of cracking and chipping during substrate processing is extremely unlikely to occur, and the reliability during handling in the magnetic disk manufacturing process (cleaning, texturing, film formation, evaluation tests) is improved. It was rich.
Further, since the elastic modulus is improved, the problem of undulation is also improved. Furthermore, the impact resistance is also improved.
【0038】そして、上記のガラス状炭素からなる基板
上に所定の薄膜形成手段で磁性膜を設けて磁気ディスク
を作製し、これを記録再生装置に装着して記録再生を試
みたところ、満足できる特性を示した。 〔実施例5〕実施例1の前処理工程における最終処理温
度を1100℃とした外は同様に行った。Then, a magnetic disk was prepared by providing a magnetic film on the substrate made of glassy carbon by a predetermined thin film forming means, and a magnetic disk was mounted on a recording / reproducing apparatus to attempt recording / reproducing. Characterized. [Example 5] The same procedure as in Example 1 was carried out except that the final treatment temperature in the pretreatment step was 1100 ° C.
【0039】得られたガラス状炭素の密度は1.64g
/cm3 、破断面はガラス状であり、研磨面の表面孔状
態は実施例1と同様であり、孔径は0.07〜0.01
μm以下であり、問題となるような欠陥は存在しなかっ
た。又、表面平滑性はRaで1.5nmであり、極めて
良好であった。さらに、当該材料の曲げ強度をJIS規
格R1601に基づき測定した結果、曲げ強度は28.
6kg/mm2 であった。又、弾性率は2500kgf
/mm 2 であった。The density of the obtained glassy carbon was 1.64 g.
/ Cm3, The fracture surface is glass-like, and the surface of the polished surface is hole-like
The state is the same as in Example 1, and the pore size is 0.07 to 0.01.
It is less than μm, and there is no problematic defect.
It was The surface smoothness is Ra of 1.5 nm, which is extremely
It was good. In addition, the bending strength of the material is specified by JIS
As a result of measurement based on the rating R1601, the bending strength was 28.
6 kg / mm2Met. The elastic modulus is 2500 kgf
/ Mm 2Met.
【0040】このようにして得られたガラス状炭素は、
機械的強度が向上した為、基板加工時における割れや欠
けの問題が非常に起き難いものであり、又、磁気ディス
ク製造工程(洗浄、テキスファー、成膜、評価試験)に
おけるハンドリング時の信頼性に富むものであった。
又、弾性率が向上したものであるから、うねりの問題も
改善された。さらには、耐衝撃性も向上した。The glassy carbon thus obtained is
Since the mechanical strength is improved, the problem of cracking and chipping during substrate processing is extremely unlikely to occur, and the reliability during handling in the magnetic disk manufacturing process (cleaning, texturing, film formation, evaluation tests) is improved. It was rich.
Further, since the elastic modulus is improved, the problem of undulation is also improved. Furthermore, the impact resistance is also improved.
【0041】そして、上記のガラス状炭素からなる基板
上に所定の薄膜形成手段で磁性膜を設けて磁気ディスク
を作製し、これを記録再生装置に装着して記録再生を試
みたところ、満足できる特性を示した。 〔実施例6〕実施例1の前処理工程における最終処理温
度を1300℃とした外は同様に行った。Then, a magnetic film was provided on the above-mentioned substrate made of glassy carbon by a predetermined thin film forming means to prepare a magnetic disk, and this was mounted in a recording / reproducing apparatus, and recording / reproducing was tried. Characterized. [Example 6] The same procedure as in Example 1 was carried out except that the final treatment temperature in the pretreatment step was set to 1300 ° C.
【0042】得られたガラス状炭素の密度は1.68g
/cm3 、破断面はガラス状であり、研磨面の表面孔状
態は実施例1と同様であり、孔径は0.05〜0.01
μm以下であり、問題となるような欠陥は存在しなかっ
た。又、表面平滑性はRaで1.0nmであり、極めて
良好であった。さらに、当該材料の曲げ強度をJIS規
格R1601に基づき測定した結果、曲げ強度は27.
7kg/mm2 であった。又、弾性率は2550kgf
/mm 2 であった。The density of the glassy carbon obtained was 1.68 g.
/ Cm3, The fracture surface is glass-like, and the surface of the polished surface is hole-like
The state is the same as in Example 1, and the pore size is 0.05 to 0.01.
It is less than μm, and there is no problematic defect.
It was The surface smoothness Ra is 1.0 nm, which is extremely
It was good. In addition, the bending strength of the material is specified by JIS
As a result of measurement based on the rating R1601, the bending strength was 27.
7 kg / mm2Met. The elastic modulus is 2550 kgf
/ Mm 2Met.
【0043】このようにして得られたガラス状炭素は、
機械的強度が向上した為、基板加工時における割れや欠
けの問題が非常に起き難いものであり、又、磁気ディス
ク製造工程(洗浄、テキスファー、成膜、評価試験)に
おけるハンドリング時の信頼性に富むものであった。
又、弾性率が向上したものであるから、うねりの問題も
改善された。さらには、耐衝撃性も向上した。The glassy carbon thus obtained is
Since the mechanical strength is improved, the problem of cracking and chipping during substrate processing is extremely unlikely to occur, and the reliability during handling in the magnetic disk manufacturing process (cleaning, texturing, film formation, evaluation tests) is improved. It was rich.
Further, since the elastic modulus is improved, the problem of undulation is also improved. Furthermore, the impact resistance is also improved.
【0044】そして、上記のガラス状炭素からなる基板
上に所定の薄膜形成手段で磁性膜を設けて磁気ディスク
を作製し、これを記録再生装置に装着して記録再生を試
みたところ、満足できる特性を示した。 〔実施例7〕実施例1の前処理工程における最終処理温
度を1200℃とし、又、HIPによる最終処理温度を
2000℃、圧力を1500気圧とした外は同様に行っ
た。Then, a magnetic disk was prepared by providing a magnetic film on the substrate made of the above glassy carbon by a predetermined thin film forming means, and this was mounted in a recording / reproducing apparatus, and recording / reproducing was tried. Characterized. [Example 7] The same procedure as in Example 1 was repeated except that the final treatment temperature in the pretreatment step was 1200 ° C, the final treatment temperature by HIP was 2000 ° C, and the pressure was 1500 atm.
【0045】得られたガラス状炭素の密度は1.71g
/cm3 、破断面はガラス状であり、研磨面の表面孔状
態は実施例1と同様であり、孔径は0.05〜0.01
μm以下であり、問題となるような欠陥は存在しなかっ
た。又、表面平滑性はRaで1.2nmであり、極めて
良好であった。さらに、当該材料の曲げ強度をJIS規
格R1601に基づき測定した結果、曲げ強度は24.
5kg/mm2 であった。又、弾性率は2600kgf
/mm 2 であった。The density of the glassy carbon obtained was 1.71 g.
/ Cm3, The fracture surface is glass-like, and the surface of the polished surface is hole-like
The state is the same as in Example 1, and the pore size is 0.05 to 0.01.
It is less than μm, and there is no problematic defect.
It was The surface smoothness is Ra of 1.2 nm, which is extremely
It was good. In addition, the bending strength of the material is specified by JIS
As a result of measurement based on the rating R1601, the bending strength was 24.
5 kg / mm2Met. The elastic modulus is 2600 kgf
/ Mm 2Met.
【0046】このようにして得られたガラス状炭素は、
機械的強度が向上した為、基板加工時における割れや欠
けの問題が非常に起き難いものであり、又、磁気ディス
ク製造工程(洗浄、テキスファー、成膜、評価試験)に
おけるハンドリング時の信頼性に富むものであった。
又、弾性率が向上したものであるから、うねりの問題も
改善された。さらには、耐衝撃性も向上した。The glassy carbon thus obtained is
Since the mechanical strength is improved, the problem of cracking and chipping during substrate processing is extremely unlikely to occur, and the reliability during handling in the magnetic disk manufacturing process (cleaning, texturing, film formation, evaluation tests) is improved. It was rich.
Further, since the elastic modulus is improved, the problem of undulation is also improved. Furthermore, the impact resistance is also improved.
【0047】そして、上記のガラス状炭素からなる基板
上に所定の薄膜形成手段で磁性膜を設けて磁気ディスク
を作製し、これを記録再生装置に装着して記録再生を試
みたところ、満足できる特性を示した。 〔比較例1〕実施例1において、前処理工程後のHIP
処理を省略した外は同様に行った。Then, a magnetic film was provided on the above-mentioned substrate made of glassy carbon by a predetermined thin film forming means to prepare a magnetic disk, and this was mounted in a recording / reproducing apparatus, and recording / reproducing was tried. Characterized. Comparative Example 1 In Example 1, HIP after the pretreatment process
The same procedure was performed except that the treatment was omitted.
【0048】得られたガラス状炭素の密度は1.49g
/cm3 、孔径は0.05〜0.01μm、表面平滑性
はRaで1.4nm、JIS規格R1601に基づく曲
げ強度は12.6kg/mm2 であった。又、弾性率は
2000kgf/mm2 であった。このようにして得ら
れたガラス状炭素を基板加工した際、強度不足の為に割
れや欠けの発生率が高く、ハンドリング時の信頼性が低
いものであった。又、耐衝撃性が不十分でも有り、そし
て弾性率も小さいことからスピンドルへのチャッキング
の際にディスクが若干変形すると言う不都合も見られ
た。The density of the glassy carbon obtained was 1.49 g.
/ Cm < 3 >, the pore diameter was 0.05 to 0.01 [mu] m, the surface smoothness was Ra 1.4 nm, and the bending strength based on JIS standard R1601 was 12.6 kg / mm < 2 >. The elastic modulus was 2000 kgf / mm 2 . When the glassy carbon thus obtained was processed into a substrate, the occurrence rate of cracks and chips was high due to insufficient strength, and the reliability during handling was low. Further, since the impact resistance is insufficient and the elastic modulus is small, the disk is slightly deformed when chucked on the spindle.
【0049】〔比較例2〕実施例1の前処理工程により
得られたガラス状炭素を、HIPにて同様に加圧熱処理
した。HIPによる最終処理温度は1300℃、圧力は
2000気圧で、昇温速度、保持時間は同一である。得
られたガラス状炭素の密度は1.57g/cm3 、孔径
は0.05〜0.01μm、表面平滑性はRaで1.1
nm、JIS規格R1601に基づく曲げ強度は20.
9kg/mm2 であった。又、弾性率は2200kgf
/mm2 であった。[Comparative Example 2] The glassy carbon obtained in the pretreatment process of Example 1 was similarly heat-treated under pressure by HIP. The final treatment temperature by HIP is 1300 ° C., the pressure is 2000 atm, and the heating rate and holding time are the same. The obtained glassy carbon had a density of 1.57 g / cm 3 , a pore diameter of 0.05 to 0.01 μm, and a surface smoothness of Ra of 1.1.
Bending strength based on JIS standard R1601 is 20.
It was 9 kg / mm 2 . The elastic modulus is 2200 kgf
/ Mm 2 .
【0050】このようにして得られたガラス状炭素を基
板加工した際、強度不足の為に割れや欠けの発生率が高
く、ハンドリング時の信頼性が低いものであった。又、
耐衝撃性も不十分であった。 〔比較例3〕実施例1の前処理工程により得られたガラ
ス状炭素を、HIPにて同様に加圧熱処理した。HIP
による最終処理温度は1500℃、圧力は800気圧
で、昇温速度、保持時間は同一である。When the glassy carbon thus obtained was processed into a substrate, the occurrence rate of cracks and chips was high due to insufficient strength, and the reliability during handling was low. or,
The impact resistance was also insufficient. [Comparative Example 3] The glassy carbon obtained in the pretreatment process of Example 1 was similarly heat-treated under pressure by HIP. HIP
The final treatment temperature was 1,500 ° C., the pressure was 800 atm, and the temperature rising rate and holding time were the same.
【0051】得られたガラス状炭素の密度は1.56g
/cm3 、孔径は0.05〜0.01μm、表面平滑性
はRaで1.4nm、JIS規格R1601に基づく曲
げ強度は15.3kg/mm2 であった。又、弾性率は
2150kgf/mm2 であった。このようにして得ら
れたガラス状炭素を基板加工した際、強度不足の為に割
れや欠けの発生率が高く、ハンドリング時の信頼性が低
いものであった。又、耐衝撃性も不十分であった。The density of the glassy carbon obtained was 1.56 g.
/ Cm 3, pore size 0.05~0.01Myuemu, surface smoothness was 1.4 nm, the bending strength based on JIS standard R1601 is a 15.3 kg / mm 2 in Ra. The elastic modulus was 2150 kgf / mm 2 . When the glassy carbon thus obtained was processed into a substrate, the occurrence rate of cracks and chips was high due to insufficient strength, and the reliability during handling was low. Moreover, the impact resistance was also insufficient.
【0052】〔比較例4〕実施例1の前処理工程におけ
る最終処理温度を1500℃とし、かつ、この前処理工
程により得られたガラス状炭素材料を、HIPにて同様
に加圧熱処理した。HIPによる最終処理温度は200
0℃、圧力は2000気圧で、昇温速度、保持時間は同
一である。Comparative Example 4 The final treatment temperature in the pretreatment step of Example 1 was 1500 ° C., and the glassy carbon material obtained in this pretreatment step was also heat treated under pressure by HIP. Final processing temperature by HIP is 200
The temperature is 0 ° C., the pressure is 2000 atm, and the temperature rising rate and the holding time are the same.
【0053】得られたガラス状炭素は黒鉛化が進行して
おり、その密度は1.80g/cm 3 、孔径は0.05
〜0.01μm、表面平滑性はRaで1.4nm、JI
S規格R1601に基づく曲げ強度は18.5kg/m
m2 であった。又、弾性率は2650kgf/mm2 で
あった。このようにして得られたガラス状炭素を基板加
工した際、強度不足の為に割れや欠けの発生率が高く、
ハンドリング時の信頼性が低いものであった。又、耐衝
撃性も不十分であった。The obtained glassy carbon undergoes graphitization
And its density is 1.80 g / cm 3, The pore size is 0.05
~ 0.01 μm, surface smoothness Ra 1.4 nm, JI
Bending strength based on S standard R1601 is 18.5 kg / m
m2Met. The elastic modulus is 2650 kgf / mm2so
there were. The glassy carbon thus obtained was added to the substrate.
When processed, the rate of occurrence of cracks and chips is high due to lack of strength,
The reliability at the time of handling was low. In addition, shock resistance
The shotability was also insufficient.
【0054】〔比較例5〕実施例1の前処理工程におけ
る最終処理温度を900℃とし、かつ、この前処理工程
により得られたガラス状炭素を、HIPにて同様に加圧
熱処理した。HIPによる最終処理温度は1500℃、
圧力は2000気圧で、昇温速度、保持時間は同一であ
る。Comparative Example 5 The final treatment temperature in the pretreatment step of Example 1 was set to 900 ° C., and the glassy carbon obtained in this pretreatment step was similarly heat-treated under pressure by HIP. Final treatment temperature by HIP is 1500 ℃,
The pressure is 2000 atm, and the rate of temperature increase and the holding time are the same.
【0055】得られたガラス状炭素材料の密度は1.5
4g/cm3 、孔径は2.0〜0.8μm、表面平滑性
はRaで9.4nm、JIS規格R1601に基づく曲
げ強度は9.4kg/mm2 であった。又、弾性率は1
850kgf/mm2 であった。このようにして得られ
たガラス状炭素からなる基板は、材料内部に残留する水
素や酸素が前処理工程で十分に除去されておらず、残留
水素や酸素が存在したままで加圧熱処理がなされた為、
水素や酸素の放出が抑制され、材料内部での反応が引き
起こされる原因となり、炭素−炭素結合が切られてしま
い、強度が低下したものとなっている。従って、基板加
工した際、強度不足の為に割れや欠けの発生率が格段に
高く、ハンドリング時の信頼性が低いものであった。The density of the obtained glassy carbon material is 1.5.
The surface roughness was 4 g / cm 3 , the pore size was 2.0 to 0.8 μm, the surface smoothness Ra was 9.4 nm, and the bending strength based on JIS standard R1601 was 9.4 kg / mm 2 . The elastic modulus is 1
It was 850 kgf / mm 2 . The substrate made of glassy carbon thus obtained is not sufficiently removed of hydrogen and oxygen remaining in the material in the pretreatment step, and is subjected to pressure heat treatment in the presence of residual hydrogen and oxygen. Because
Release of hydrogen and oxygen is suppressed, which causes a reaction inside the material, the carbon-carbon bond is broken, and the strength is reduced. Therefore, when the substrate was processed, the rate of occurrence of cracks and chips was remarkably high due to insufficient strength, and the reliability during handling was low.
【0056】さらには、基板表面に気孔が原因と思われ
る微小欠陥がある為、ビットエラーの原因となり、又、
うねりの問題も有り、記録再生特性も悪いものであっ
た。Furthermore, since there are minute defects on the surface of the substrate, which are thought to be caused by pores, this causes bit errors, and
There was also a problem of waviness, and the recording / reproducing characteristics were also poor.
【0057】[0057]
【効果】記録媒体の基板として好ましい特性を備えたガ
ラス状炭素が得られる。[Effect] Glassy carbon having properties preferable as a substrate of a recording medium can be obtained.
Claims (5)
特性を有することを特徴とするガラス状炭素。1. A glassy carbon having a bending strength of about 24 kgf / mm 2 or more.
特性を有し、空孔の孔径が約0.1μm以下であること
を特徴とするガラス状炭素。2. A glassy carbon having a bending strength of about 24 kgf / mm 2 or more and a pore diameter of about 0.1 μm or less.
特徴とする請求項1または請求項2のガラス状炭素。3. The glassy carbon according to claim 1, which is used as a substrate of a recording medium.
この硬化工程により得られた樹脂材料を加熱して炭化さ
せる炭化焼成工程とを具備するガラス状炭素の製造方法
であって、前記炭化焼成工程は、不活性雰囲気下におい
て約1000〜1400℃で熱処理する第1の処理工程
と、不活性雰囲気、かつ、約1000気圧以上の圧力下
において約1500〜2000℃で熱処理する第2の処
理工程とを備えてなることを特徴とするガラス状炭素の
製造方法。4. A curing step of curing a thermosetting resin,
A method for producing glassy carbon, comprising a carbonizing and firing step of heating and carbonizing the resin material obtained by the curing step, wherein the carbonizing and firing step is heat treatment at about 1000 to 1400 ° C. in an inert atmosphere. And a second treatment step in which a heat treatment is performed at about 1500 to 2000 ° C. under an inert atmosphere and a pressure of about 1000 atmospheres or more. Method.
%以上の水を含有することが出来る熱硬化性樹脂を硬化
させる硬化工程と、この硬化工程により得られた樹脂材
料を加熱して炭化させる炭化焼成工程とを具備するガラ
ス状炭素の製造方法であって、前記炭化焼成工程は、不
活性雰囲気下において約1000〜1400℃で熱処理
する第1の処理工程と、不活性雰囲気、かつ、約100
0気圧以上の圧力下において約1500〜2000℃で
熱処理する第2の処理工程とを備えてなることを特徴と
するガラス状炭素の製造方法。5. A curing step of curing a thermosetting resin which can contain about 20% by weight or more of water in the state of precondensate before curing, and heating the resin material obtained by this curing step. A method for producing glassy carbon, comprising: a carbonization and firing step of carbonizing by means of a carbonization and firing step, wherein the carbonization and firing step comprises a first treatment step of heat treatment at about 1000 to 1400 ° C. under an inert atmosphere, and an inert atmosphere, And about 100
And a second treatment step in which a heat treatment is performed at about 1500 to 2000 ° C. under a pressure of 0 atm or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4164412A JPH061604A (en) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Glassy carbon and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4164412A JPH061604A (en) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Glassy carbon and method for producing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH061604A true JPH061604A (en) | 1994-01-11 |
Family
ID=15792655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4164412A Pending JPH061604A (en) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Glassy carbon and method for producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061604A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06206716A (en) * | 1993-01-08 | 1994-07-26 | Kobe Steel Ltd | Easily graphitizable high strength carbon material and its production |
| CN116569109A (en) * | 2020-12-02 | 2023-08-08 | 日清纺化学株式会社 | Member for exposure apparatus, method for producing member for exposure apparatus, and member for composite exposure apparatus |
-
1992
- 1992-06-23 JP JP4164412A patent/JPH061604A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06206716A (en) * | 1993-01-08 | 1994-07-26 | Kobe Steel Ltd | Easily graphitizable high strength carbon material and its production |
| CN116569109A (en) * | 2020-12-02 | 2023-08-08 | 日清纺化学株式会社 | Member for exposure apparatus, method for producing member for exposure apparatus, and member for composite exposure apparatus |
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